Rabu, 20 Oktober 2010

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.
3.KERAN 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
RINSIP 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.


Tidak ada komentar:

Posting Komentar