Posted by: fuja 'spongebob' pratama | December 21, 2009

Proses Sistem dari Air Conditioning

1. Siklus Refrigerasi

Dalam system refrigerasi selalu ada 4 komponen pokok yaitu kompresor, kondensor, evaporator dan alat expansi. Kompresosr berfungsi untuk mengkompresi tekanan refrigerasi sehingga tekanan dan temperature refrigerannya naik dan menyebabkan terjadi perubahan fasa refrigerant itu sendiri (proses kompresi). Kondensor ialah media penukar kalor sehingga refrigeran yang berasal dari compressor akan berubah fasa dari gas superheat menjadi cair jenuh (proses kondensasi), proses ini berlangsung pada tekanan dan suhu konstan. Alat ekspansi merupakan katup penurun tekanan refrigerant dimana refriferan yang keluar dari kondensor masih dalam tekanan tinggi dan setelah melewati katup ini refrigerant yang masuk ke evaporator diharapkan bertekanan rendah (proses ekspansi). Evaporator berfungsi sebagia media penyerap kalor sehingga refrigerant berubah wujud dari cair menjadi uap karena menyerap kalor dari media yang didinginkan (proses evaporasi), proses terjadi pada suhu dan tekanan constant. Siklus dan system refrigerant sederhana dapat dilihat pada gambar berikut:

(Diagram Mollier)

1 – 2 proses evaporasi
2 – 3 proses kompresi
3 – 4 porses kondensasi
4 – 1 proses ekspansi

2. Klasifikasi Air Conditioner

Secara garis besar bentuk dari air conditioner adalah Package (unitary) air conditioner, tapi bentuknya secara beratahap di variasikan sesuai dengan besar dan jenisnya bangunan. Ada banyak jenis klasifikasi dari air conditioner, namaun pengklasifikasian yang refrensentatif akan dijabarkan seperti berikut ini:

A. Klasifikasi berdasarkan metoda exspansi (Expansion Methods).

Metoda expansi secara garis besar diklasifikasikan dalam 2 tipe yaitu:
1. Ekspansi langsung (Direct Expansion).
Panas secara langsung dipertukarkan antara udara yang akan dikondisikan dengan refrigerant.
2. Expansi tidak langsung (Indirect Expansion).
Panas dipertukarkan secara tidak langsung antara udara yang akan dikondisikan dengan refrigerant melalui media perantara seperti air atau brine.

B. Klasifikasi berdasarkan metoda pelepasan panas (Heat Rejection Methods)

Heat rejection methods secara garis besar diklasifikasikan menjadi dua tipe yaitu:
1. Air Cooled Type (tipe pendingin air)
Pada tipe ini condenser dari Air Conditioner didinginkan oleh media udara.
2. Water Cooled Type (tipe pendingin air)
Pada tipe ini condenser dari Air Conditioner didinginkan oleh media air.

C. Klasifikasi Berdasarkan Struktur

Air Conditioner Water Cooled adalah tipe single package tapi untuk Air Cool air conditioner tersedia dalam 2 bentuk yaitu single package dan split.
Split type terdiri dari 2 unit dan dipasang di indoor dan di outdoor secara terpisah.

3. Bagian-bagian

A. Kompresor

Kompresor dirancang dan diproduksi untuk jangka waktu atau umur yang panjang, kompresor merupakan jantung atau komponen utama dari suatu system refrigerasi. Kompresor berguna untuk menekan uap refrigerant yang berasal dari suction line sehingga akan menaikkan tekanan dan temperature uap refrigerant yang selanjutnya dialirkan ke kondensor melalui discharge line, tujuannya adalah untuk memastikan bahwa temperature dari uap refrigerant yang masuk ke kondensor lebih tinggi dari temperature media pendingin sehingga panas akan dibuang dari system.

Menurut jenisnya kompresor dapat dibedakan menjadi 5 macam, yaitu:
1. Kompresor Torak (Reciprocating)
2. Kompresor Putar (Rotari)
3. Kompresor Helixs (Screw)
4. Kompresor Sentrifugal
5. Kompresor Scroll

Selanjutnya kompresor dibedakan berdasarkan pengaturan motornya, yaitu:
1. Hermetik
2. Semi Hermetik
3. Open Type : Belt Drive dan Direct Drive

Kompresor torak, putar, dan sekrup menggunakan gerakan mekanis untuk menurunkan volume uap refrigerant dan menaikkan tekanannya, sedangkan kompresor sentrifugal menggunakan gerakan-gerakan putar untuk menekan uap dari ruang yang besar ke ruang yang sempit untuk menurunkan volume dan menaikan tekanannya. Keempat jenis kompresor diatas mempunyai keunggulan-keunggulan pada masing-masing bidang penggunaannya. Pada umumnya penggunaan jenis-jenis kompresor tersebut tergantung pada ukuran, kapasitas, pemasangan dan refrigerant yang digunakan.

B. Kondensor

Kondensor berfungsi sebagai alat perpindahan panas sehingga panas dari uap refrigerant dilepaskan ke media pengembun sehingga refrigerant akan berkondensasi, dan berubah fasanya dari uap menjadi cair. Panas tersebut keluar melalui dinding-dinding kondensor.
Menurut media system pendinginnya, kondensor dibagi menjadi 3 jenis, yaitu:
1. Aircooled Condensor yaitu kondensor yang didinginkan oleh udara dibantu fan.
2. Watercooled Condensor yaitu kondensor yang diinginkan oleh air dibantu pompa.
3. Evaporator Condensor yaitu kondensor yang didinginkan oleh air dan udara.

Panas yang dibuang oleh uap refrigerant yang berkondensasi akan meningkatkan temperature media pendingin kondensor yaitu air pada watercooled condenser dan udara pada aircooled condenser. Evaporative condenser menggunakan udara beserta air sebagai pendingin, meskipun terdapat kenaikan temperature udara yang melalui kondensor, kondensasi refrigerant pada kondensor terjadi karena penguapan air yang disemprotkan ke permukaan kondensor.

C. Evaporator

Evaporator merupakan suatu permukaan perpindahan panas dimana cairan yang mudah menguap diuapkan dengan tujuan untuk mengambil panas dari ruangan atau bahan yang akan didinginkan. Evaporator menurut jenis konstruksinya dikelompokan berdasarkan beberapa cara yaitu:
1. Bersirip (fin)
2. Permukaan plate surface
3. Pipa telanjang (Bare Tube)
4. Tabung dengan pipa (shell and tube)

Evaporator bersirip/ fin merupakan koil pipa telanjang yang diberi pelat-pelat logam tipis, sirip-sirip tersebut berfungsi untuk membantu perpindahan panas yang terjadi antara pipa refrigerant dengan udara sekelilingnya. Dalam hal ini sirip-sirip tersebut merupakan perluasan permukaan perpindahan panas sehingga meningkatkan efesiensi pendingin udara. Agar perpindahan panas terjadi seefektif mungkin maka sirip harus terhubung ke pipa sehingga terdapat kontak thermal (konduktif) yang baik antara pipa dan sirip.

D. Alat Expansi

Alat exspansi digunakan untuk mengekspansikan cairan refrigerant yang bertekanan tinggi mencapai tingkat keadaan yang rendah, alat dalam proses ini dapat berupa pipa kapiler, dan katup expansi. KAtup expansi berfungsi mengatur peasukan refrigerant atau mengontrol jumlah bahan pendingin yang mengalir dari sisi tekanan tinggi ke sisi tekanan rendah sesuai dengan beban pendinginan yang harus dilayani oleh evaporator. Jadi katup ekspansi mengatur supaya evaporator selalu bekerja sehingga diperoleh efesiensi siklus yang maksimal.

Alat ekspansi yang berupa katup dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu:
1. Katup ekspansi Thermostatik TXV
2. Katup Ekspansi Automatic AXV
Sikus refrigerasi yang menggunakan alat ekspansi pipa kapiler biasanya digunakan untuk kapasitas pendingin yang kecil. Pemilihannya berdasarkan temperature rancangan evaporasi yang dikehendaki.

Pipa kapiler disebut juga impedance tube/restrictor tube. Pada pemasangan pipa kapiler tidak boleh ada bagian yang mempunyai bengkokan yang tajam, karena hal ini dapat menyebabkan lubang pipa kapiler tersumbat. Berbeda dengan system yang memakai ekspansion valve atau float valve, pipa kapiler tidak dapat menahan atau menghentikan aliran refrigerant pada waktu kompresor sedang jalan maupun sedang berhenti, oleh karena itu waktu kompresor dihentikan, refrigerant pada sisi tekanan tinggi akan terus mengalir ke sisi tekanan rendah sampai tekanan pada kedua sisi tekanan tersebut menjadi sama.Waktu yang diperlukan untuk membuat tekanan tersebut menjadi sama dinamakan Equalizer time. Pada RAC biasanya diperlukan waktu ±3 menit.

Setelah tekanan pada system tekanan tinggi dan rendah menjadi sama, system dalam keadaan seimbang, sehingga waktu kompresor hendak dijalankan kembali, motornya dapat start kembali dengan mudah, oleh karena itu kita dapat memakai split phase motor tanpa start capasitor atau unloader dan sebagainya. Ini adalah keuntungan system yang memakai pipa kapiler.

Pada system yang memakai pipa kapiler, jumlah refrigerant yang diisikan harus tepat, tidak boleh lebih atau kurang. Jumlah bahan pendingin yang tepat, yaitu: apabila pada evaporator telah merata dinginnya dan tidak ada bunga es yang terjadi, sedangkan sebagian pipa hisap dekat evaporator juga dingin dan berkeringat, kondensor panasnya merata. Refrigeran yang terlalu banyak diisikan dapat menyebabkan bagian luar pipa hisap sampai kompresor refrigerant, hanya pada bagian pipa masuk saja dari evaporator yang dingin dan didekat pipa kapiler terjadi es, kapasitas pendingin dari RAC menjadi kurang sekali.

Selain jumlah refrigerant yang diisikan harus tepat, juga panjang diameter (ID) dari pipa kapiler harus tepat. Panjang dan diameter dari pipa kapiler tergantung dari macam dan besar kompresor, suhu dingin evaporator yang direncanakan dan sifat bahan refrigerant yang dipakai. Jumlah pipa kapiler yang di pakai tergantung dari jumlah parallel dari pipa-pipa pada evaporator. Pada RAC biasanya jumlah pipa kapiler hanya 1 atau 2 buah dan paling banyak 3 buah, yang semuanya harus sama besar diameter dalamnya dan panjangnya tergantung dari keadaan evaporator.

D. Sight Glass

Dipasang pada liquid line setelah filter drier, fungsinya untuk megamati keadaan refrigerant. Sight glass ada dua macam, yaitu:
1. Kaca biasa
2. Indikator embun / warna

Sight glass biasanya hanya menunjukan ada tidaknya aliran refrigerant, sedangkan indicator embun / warna bisa menunjukan ada tidaknya aliran refrigerant serta kelembaban refrigerant yang ditunjukan oleh indicator warna, hijau berarti kelembaban rendah sedangkan kuning menandakan kelembabab tinggi.

E. Solenoid Valve

Berfungsi untuk menghentikan atau meneruskan aliran refrigerant dalam suatu system refrigerasi dimana pengaturannya dilakukan oleh listrik. Alat control ini biasanya dipasang dengan alat-alat control lainnya dan digabung pada saat alat control room thermostat.

F. Liquid Receiver (Tabung Cairan)

Berguna untuk menampung sementara waktu refrigerant yang dicairkan dalam kondensor sebelum masuk katup ekspansi.

Volume tabung cairan haruslah disesuaikan dengan perubahan beban system refrigerant, yaitu pada waktu mesin di reparasi atau berhenti bekerja dalam jangka waktu yang lama. Dalam hal ini kondensor dapat digunakan sebagai tabung refrigerant. Tabung cairan harus dipasang lebih rendah dari kondensor.


Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Categories

%d bloggers like this: