Materi Mesin Pendingin

MESIN PENDINGIN SEJARAHNYA 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. Jenis dan Tipe Mesin pendingin Jenis dan tipe mesin pendingin disesuaikan dengan kegunaan dan daya yang dimilikinya. Misalnya AC untuk kantor-kantor besar berbeda dengan AC untuk rumah tangga. Begitu juga untuk jenis kulkas.Karena di pasaran sudah tersedia berbagai jenis dan tipe mesin pendingin. Jenis-jenis Mesin Pendingin Dari berbagai mesin pendingin yang ada, serta ditinjau dari segi kegunaan dan fungsinya, yang umum kita kenal ada 4 macam mesin pendingin, antara lain : 1 Refrigerant Jenis ini lebih dikenal dengan sebutan kulkas atau lemari es. Tipe dan kapasitasnya bermacam-macam, dan umumnya digunakan untuk rumah tangga. Fungsinya untuk mendinginkan minuman, mengawetkan bahan makanan, menhasilkan es. Suhu untuk lemari es dipertahankan 3o -100 C 2 Freezer Jenis yang satu ini tidak berbeda dengan kulkas, hanya saja kapasitas lebih besar, dan suhunya lebih rendah.

3 Air Conditioner (AC) Manusia selalu berusaha untuk membuat keadaan disekelilingnya menjadi lebih baik dan suasana lebih nyaman. Air Conditioner adalah salah satu yang dapat memenuhi kebutuhan itu. Dengan membuat keadaan menjadi lebih sejuk. Sesuai dengan namanya air conditioner berarti pengatur udara diperlukan sekurangnya 3 peraturan a. Suhu udara Adalah derajat panas atau dingin dari udara yang diukur dengan thermo-meter. Udara harus didinginkan untuk membuat suhu di dalam ruangan menjadi sejuk. Suhu kamar yang sejuk dan nyaman adalah 240 – 270 C b. Kelembaban Untuk mendapatkan udara yang sejuk dan nyaman di dalam ruangan, kita harus mengatur kelembaban udara dengan mengambil uap air dari udara atau menambahkan uap air pada udara yang mengalir di dalam ruangan. Jumlah uap air di dalam udara dinyatakan dengan %. Jadi AC selain dapat menyejukkan udara juga dapat membersihkan udara yang ada dalam ruangan. AC rumah tangga dapat dioperasikan dengan listrik satu phase pada 110 Volt atau 220 Volt. Kapasitas mulai 4.000 s/d 25.000 BTU/h. 4 Kipas Angin Walaupun pada dasarnya peralatan yang satu ini tidak menghasilkan udara atau suhu yang dingin sebagaimana kulkas atau AC, tetapi putaran dan sistem kerjanya mirip dengan kerja dari kedua peralatan diatas.

DASAR –DASAR MESIN PENDINGIN

Proses Dasar Terjadinya Dingin Dingin merupakan hasil yang diciptakan oleh mesin pendingin terutama kulkas dan freezer. Sedangkan AC lebih ke keadaan sejuk. Proses terjadinya pendinginan yang diciptakan oleh mesin pendingin sebenarnya merupakan tiruan terjadinya dinginyang disebabkan oleh alam. Dan dingin sebenarnya merupakan suatu proses penguapan karena adanya panas akan menimbulkan udara dingin disekitarnya. Dingin terjadi karena adanya penguapan, dan penguapan berlangsung karena adanya panas. Terjadinya Dingin Pada Ruang mesin Proses dingin di dalam mesin pendingin karena adanya pemindahan panas. Setiap mesin pendingin mampu menghasilkan suhu dingin dengan cara menyerap panas dari udara yang ada dalam ruang pada mesin pendingin itu sendiri. Bahan yang digunakan untuk menghasilkan penguapan yang begitu cepat sehingga mampu menghasilkan udara dingin. Biasanya untuk keperluan ini digunakan gas Freon. Gas ini dalam sistem pendinginan memiliki bentuk yang berubah-ubah, yaitu dari bentuk cairan menjadi bentuk gas (uap). Pada kompresor, gas yang telah berubah menjadi uap tadi takanan dan panasnya dinaikkan untuk selanjutnya uap panas yan berasal dari gas itu diturunkan atau didinginkan pada bagian kondensor sampai membentuk cairan. Kemudian sesampainya pada evaporator cairan itu diturunkan tekanannya sehingga menguap dan menyerap panas yang ada di sekitarnya. Kemudian dalam bentuk uap refrigerant tadi dihisap kembali oleh bagian kompresor dan dikeluarkan lagi seperti semula. Proses seperti ini berlangsung secara berulang. Dalam sistem mesin pendingin jumlah refrigerant yang digunakan adalah tetap, yang berubah adalah bentuknya karena adanya proses seperti diatas.

Istilah – istilah Teknik di Bidang Pendinginan 1 Tekanan Tekanan ialah gaya yang bekerja secara vertikal pada bidang datar luas 1 cm2, oleh benda padat, cair atau gas. Pada umumnya satuannya kg/cm2. 2 Temperatur / Suhu Suhu adalah derajat panas atau tingkat kedinginan. Ukuran suhu dinyatakan dengan angka dan angka ini disebut derajat seperti 0C (derajat Celcius), 0F(derajat Fahrenheit) 3 Kalor (Panas) Kalor adalah energi yang diterima oleh benda, sehingga suhu benda atau wujudnya berubah. Jika kalor dilepaskan suhu benda akan turun. Kalor adalah suatu bentuk energi yang dapat dipindahkan, tetapi tidak dapat dihilangkan. Kalor dapat diukur meskipun kita tidak melihatnya. Satuan dari kalor joule (J), Kalori , BTU. 4 Kalor Jenis Kalor jenis suatu zat ialah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kilo zat itu sebesar 10K atau satu derajat Kelvin. Bilangan kalor jenis dinyatakan dengan satuan K Cal/Kg 0C. 5 Panas Bebas Umumnya, apabila memanaskan atau mendinginkan suatu benda, suhu dari benda tersebut mengalami perubahan. Panas yang mempengaruhi langsung pada suatu benda demikian disebut panas bebas.

6 Kalor Laten Panas yang diperlukan untuk mengubah wujud zat dari padat menjadi cair, dan cair menjadi gas atau sebaliknya tanpa mengubah suhunya disebut kalor laten (panas laten). Satuan Kalor Laten : Joule, Kalori, BTU, 7 Kalor Sensibel Kalor sensibel adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan atau menurunkan suhu suatu benda. Satuan dalam : Joule, Kalori, atau BTU. 8 Massa Jenis Massa sebuah benda banyaknya zat atau materi yang dikandung suatu benda satuan Kg. Massa Jenis suatu zat ialah massa zat itu dibagi volumenya pada 00C. satuannya Kg/m3, Kg/l. 9 Bahan Pendingin (Refrigerant) Refrigerant adalah suatu zat yang mudah menguap dan berfungsi sebagai penghantar panas dalam sirkulasi pada saluran instalasi mesin pendingin. Bahan pendingin (refrigerant) adalah suatu zat yang mudah berubah wujud dari gas menjadi cair atau sebaliknya. Dapat mengambil panas dari evaporator dan membuangnya di kondensor. Untuk instalasi Refrigerator/kulkas, AC dipakai freon R-12 atau R-22 sebagai refrigerant. 10 Effek Pendinginan Adalah kemampuan membawa kalor dari bahan pendingin atau jumlah kalor yang dapat diserap oleh 1 pound bahan pendingin waktu mulai evaporator. Satuannya dalam K Cal/Kg. 11 Kapasitas Pendinginan Untuk menyatakan efek pendinginan, banyaknya kalori panas yang di serap dalam satuan waktu dinyatakan dengan K Cal/Jam.

12 Frost Bila kita mendinginkan udara terus-menerus, volume uap air dalam udara menjadi kecil, dan sebagian uap air yang menyentuh pada permukaan suatu benda yang rendah suhunya akan berbentuk embun-es yang halus. Peristiwa demikian disebut Frost. 13 Dingin Dingin adalah suhunya rendah atau tidak ada panas. Dingin adalah akibat dari pengambilan kalor. Lemari es menghasilkan dingin dengan mengambil kalori dari bagian dalamnya. Lemari es tidak dapat menghilangkan kalor, tetapi dapat memindahkan melalui bahan pendingin. 14 Tekanan Maksimum, Temperatur Maksimum Benda gas seperti freon, bila di beri tekanan dalam silinder tertutup di bawah suhu udara bebas, menjadi uap air jenuh dan akhirnya berubah menjadi cairan melalui fase pengembunan. Akan tetapi, bila suhu naik sampai suatu derajat, gas tersebut tidak mengembun lagi sekalipun di beri tekanan. Benda gas mempunyai batas kemampuan di mana sudah tidak berdaya untuk mengubah fase gas ke fase cair. Temperatur yang terdapat pada batas tersebut disebut temperatur maksimum dan tekanan pada gas yang terjadi pada batas tersebut dikatakan tekanan maksimum.

DASAR TERMODINAMIKA HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA · Perubahan kalor dapat menghasilkan usaha dari perubahan energi dalam. · Kalor yang masuk sistem menjelma sebagai penambahan energi dalam sistem HUKUM KEDUA TERMODINAMIKA * Kalor tidak mungkin berpindah dari sistem yang bersuhu rendah ke sistem yang bersuhu tinggi secara spontan. * Tidak mungkin ada sembarang proses yang dapat memindahkan panas dari satu temperatur ke temperatur lain yang lebih tinggi. * Panas yang diserap oleh suatu sistem tidak dapat diubah seluruhnya menjadi kerja mekanik pada suatu proses melingkar, ini berarti pastilah ada panas yang terbuang ke sekeliling secara percuma.

ENTALPY * Entalpy dari suatu sistem didefinisikan sebagai penjumlahan energi dalam dengan selisih hasil kali tekanan dan volume. * Entalpy dapat didefinisikan kalor total dari panas bebas dan panas laten yang terdapat pada suatu benda. Harga entalpy dinyatakan dalam satuan K Cal?Kg.

BAGIAN-BAGIAN PENTING MESIN PENDINGIN KOMPRESOR Kompresor memompa bahan pendingin ke seluruh sistem. Gunanya adalah untuk menghisap gas tekanan rendah dan suhu terendah dari evaporator dan kemudian menekan/memampatkan gas tersebut, sehingga menjadi gas dengan tekanan dan suhu tinggi, lalu dialirkan ke kondensor. Jadi kerja kompresor adalah untuk 1. Menurunkan tekanan di evaporator, sehingga bahan pendingin cair di evaporator dapat menguap pada suhu yang lebih rendah dan menyerap lebih banyak panas dari sekitarnya. 2. Menghisap gas bahan pendingin dari evaporator, lalu menaikkan tekanan dan suhu gas bahan pendingin tersebut, dan mengalirkannya ke kondensor sehingga gas tersebut dapat mengembun dan memberikan panasnya pada medium yang mendinginkan kondensor.

Ada tiga macam kompresor yang banyak dipakai pada mesin-mesin pendingin yaitu : 1. Kompresor Torak, kompresinya dikerjakan oleh torak. 2. Kompresor Rotasi, kompresinya dikerjakan oleh blade atau vane dan roller 3. Kompresor Centrifugal, kompresor centrifugal tidak mempunyai alat-alat tersebut kompresi timbul akibat gaya centrifugal yang terjadi karena gas diputar oleh putaran yang tinggi kecepatannya dan impeller.

Ketiga macam kompresor mempunyai keunggulan masing-masing. Pemakaiannya ditentukan oleh besarnya kapasitas, penggunaannya, instalasinya dan jenis bahan pendingin yang dipakai. KONDENSOR Kondensor adalah suatu alat untuk merubah bahan pendingin dari bentuk gas menjadi cair. Bahan pendingin dari kompresor dengan suhu dan tekanan tinggi, panasnya keluar melalui permukaan rusuk-rusuk kondensor ke udara. Sebagai akibat dari kehilangan panas, bahan pendingin gas mula-mula didinginkan menjadi gas jenuh, kemudian mengembun berubah menjadi cair.

EVAPORATOR Evaporator adalah suatu alat dimana bahan pendingin menguap dari cair menjadi gas. Melalui perpindahan panas dari dinding – dindingnya, mengambil panas dari ruangan di sekitarnya ke dalam sistem, panas tersebut lalu di bawa ke kompresor dan dikeluarkan lagi oleh kondensor. SARINGAN Saringan untuk AC dibuat dari pipa tembaga berguna untuk menyaring kotoran-kotoran di dalam sistem, seperti : potongan timah, lumpur, karat, dan kotoran lainnya agar tidak masuk ke dalam pipa kapiler atau keran ekspansi. Saringan harus menyaring semua kotoran di dalam sistem, tetapi tidak boleh menyebabkan penurunan tekanan atau membuat sistem menjadi buntu. PIPA KAPILER Pipa kapiler gunanya adalah untuk : 1. Menurunkan tekanan bahan pendingin cair yang mengalir di dalam pipa tersebut. 2. Mengontrol atau mengatur jumlah bahan pendingin cair yang mengalir dari sisi tekanan tinggi ke sisi tekanan rendah.

3KERAN EKSPANSI Keran ekspansi ada 2 macam 1. Automatic Expasion Valve 2. Thermostatic Expansion Valve

Thermostatic Exspansion Valve lebih baik dan lebih banyak dipakai, tetapi pada AC hanya dipakai automatic expansion valve, maka disini kita hanya akan membicarakan automatic expansion valve saja. Gunanya untuk menurunkan cairan dan tekanan tekanan

evaporator dalam batas-batas yang telah di tentukan dengan mengalirkan cairan bahan pendingin dalam jumlah yang tertentu ke dalam evaporator. BAHAN PENDINGIN Bahan pendingin adalah suatu zat yang mudah di rubah bentuknya dari gas menjadi cair atau sebaliknya, dipakai untuk mengambil panas dari evaporator dan membuangnya di kondensor. Bahan pendingin diantaranya yang dewasa ini banyak dan secara umum digunakan Refrigerant-11 (R-11), R-12, R-13, R-22. MINYAK KOMPRESOR Minyak kompresor untuk mesin-mesin pendingin harus mempunyai sifat-sifat yang khusus untuk keperluan ini. Minyak kompresor dipakai untuk melindungi dan melumasi bagian-bagian yang bergerak dari kompresor. Karena dalam kenyataan minyak kompresor selalu berhubungan, bahkan bercampur dengan bahan pendingin di dalam kompresor dan mengalir bersama-sama ke semua bagian dari sistem.Minyak harus tahan terhadap suhu dan tekanan yang tinggi dari kompresor dan tetap dapat memberikan pelumasan dan melindungi bagian-bagian kompresor yang bergerak agar jangan aus dan rusak.

PRINSIP KERJA MESIN PENDINGIN

LEMARI ES (REFRIGERATOR) Adalah suatu unit mesin pendingin dipergunakan dalam rumah tangga, untuk menyimpan bahan makanan atau minuman. Untuk menguapkan bahan pendingin di perlukan panas. Lemari es memanfaatkan sifat ini. Bahan pendingin yang digunakan sudah menguap pada suhu -200C. panas yang diperlukan untuk penguapan ini diambil dari ruang pendingin, karena itu suhu dalam ruangan ini akan turun. Penguapan berlangsung dalam evaportor yang ditempatkan dalam ruang pendingin. Karena sirkulasi udara, ruang pendingin ini akan menjadi dingin seluruhnya. CARA KERJA INSTALASI MESIN KULKAS Setelah ke dalam kompresor diisi gas freon , maka gas itu dapat dikeluarkan kembali dari silinder oleh kompresor untuk diteruskan ke kondensor, setelah itu menuju saringan, setelah itu menuju ke pipa kapiler dan akan mengalami penahanan. Adanya penahanan ini akan menimbulkan suatu tekanan di dalam pipa kondensor. Sebagai akibatnya gas tersebut menjadi cairan di dalam pipa kondensor. Dari pipa kapiler cairan tersebut terus ke evaporator dan terus menguap untuk menyerap panas. Setelah menjadi gas terus dihisap lagi ke kompresor. Demilian siklus kembali terulang. JENIS ALIRAN UDARA PENDINGIN Jenis aliran udara pada lemari es ada 2 macam 1. Secara alamiah tanpa fan motor, di dalam lemari es udara dingin pada bagian atas dekat evaporator mempunyai berat jenis lebih besar. Dari beratnya sendiri udara dingin akan mengalir ke bagian bawah lemari es. Udara panas pada bagian bawah lemari es karena berat jenisnya lebih kecil dan di desak oleh udara dingin dari atas, akan mengalir naik ke atas menuju evaporator. Udara panas oleh evaporator didinginkan menjadi dingin dan berat lalu mengalir ke bawah lagi. Demikianlah terjadi terus menerus secara alamiah. 2. Aliran udara di dalam lemari es dengan di tiup oleh fan motor, lemari es yang memakai fan motor, dapat terjadi sirkulasi udara dingin yang kuat dan merata ke semua bagian dari lemari es. Udara panas di dalam lemari es dihisap oleh fan motor lalu dialirkan melalui evaporator. Udara menjadi dingin dan oleh fan motor di dorong melalui saluran atau cerobong udara, di bagi merata ke semua bagian dalam lemari es.

AIR CONDITIONER (AC) Air conditioner atau alat pengkondisi udara membantu manusia memberikan udara sejuk dan menyediakan uap air yang dibutuhkan bagi tubuh. Air conditioner bentuknya lebih kecil dari lemari es, tetapi tenaga motor listrik sebagai penggerak yang diperlukan jauh lebih besar. Proses pendinginan yang harus dilakukan yaitu untuk menyejukkan udara dalam suatu ruangan luas atau kamar, adalah jauh lebih lebih besar dari pada lemari pendingin atau kulkas. Secara umum dapat dibedakan menjadi 2 jenis : 1. AC Window/ Jendela 2. AC Split

PRINSIP KERJA AC Prinsip kerja AC dapat dibagi 3 bagian : 1. Kerja bahan pendingin, Setelah ke dalam kompresor diisi gas freon , maka gas itu dapat dikeluarkan kembali dari silinder oleh kompresor untuk diteruskan ke kondensor, setelah itu menuju saringan, setelah itu menuju ke pipa kapiler dan akan mengalami penahanan. Adanya penahanan ini akan menimbulkan suatu tekanan di dalam pipa kondensor. Sebagai akibatnya gas tersebut menjadi cairan di dalam pipa kondensor. Dari pipa kapiler cairan tersebut terus ke evaporator dan terus menguap untuk menyerap panas. Setelah menjadi gas terus dihisap lagi ke kompresor. Demilian siklus kembali terulang. 2. Kerja Aliran Udara, kerja aliran udara ada 2 bagian yang terpisah yaitu : bagian muka atau bagian depan dan bagian belakang atau bagian yang panas. Bagian depan bagian dari evaporator merupakan bagian dingin, dimana fan menghembuskan udara meniup evaporator sehingga udara yang keluar dari bagian depan udara dingin. Sedangkan bagian belakang fan meniup kondensor untuk mendinginkan sehingga udara yang keluar udara panas dari kondensor. 3. Kerja Alat-alat Listrik, Alat-alat listrik dari AC adalah bagian-bagian yang paling banyak variasinya dan paling banyak menimbulkan gangguan-gangguan. Pada prinsipnya dapat dibagi dalam 2 bagian : fan motor dan kompresor dengan alat – alat pengaman dan pengaturnya.

Sumber : http://ananeopo.blogspot.com/2009/01/materi-mesin-pendingin.html