Untuk mencairkan dan menurunkan temperatur refrigeran diperlukan suatu alat pendingin yang disebut?

Mengenal Komponen-komponen Utama 

pada Refrigerator (Mesin Pendingin)

Oleh : Ir. Najamudin, MT

Dosen Universitas Bandar Lampung

I.            Pengertian Mesin Pendingin (Refrigerator)

Mesin pendingin (Refrigerator) ialah suatu rangkaian mesin atau pesawat yang mampu bekerja untuk menghasilkan suhu atau temperatur dingin (temperatur rendah).

Selain untuk mengawetkan makanan dan sebagai penyejuk udara di dalam ruangan, mesin  pendingin juga memiliki kegunaan-kegunaan lainnya yang lebih spesifik, yaitu sebagai :

(1) Pemisahan gas-gas dari udara (Air Sparation Plant), yaitu gas N2, O2, dan Ar

(2) Pencairan gas Amoniak (Synthetic Amonia Plant), yaitu dengan cara gas ammoniak dikondensasikan pada suhu 0oF – 50oF. 

(3) Dehumidification of air, yaitu penurunan kadar uap air di udara dan proses ini diperlukan juga oleh pabrik O2 (Air Sparation Plant).

(4) Air Conditioning (Penyejuk udara) digunakan untuk mendapatkan kesegaran udara yang nyaman sesuai kondisi udara yang dinginkan manusia yaitu seperti : Pemakaian AC pada ruang kerja, pada dunia kedokteran digunakan untuk membantu penyembuhan pasien agar dapat berlangsung lebih cepat apabila keadaan  udara diatur dan disesuaikan dengan kondisi pasien.

II.          Komponen Utama Refrigerator adalah Sebagai berikut :

a)      Kompresor

b)      Kondensor

c)      Pipa Kapiler / Katup Ekspansi ( Expansion Valve).

d)     Evaporator

III.            Komponen dan Media Pendukung Refrigerator adalah sebagai berikut :

a)      Strainer Atau Saringan

b)      Penampung Cairan (Receiver)

c)      Minyak Pelumas Kompresor

d)     Kipas ( Fan atau Blower )

e)      Pengering (Dryer)

1.    Kompressor

Kompresor pada refrigerator adalah sebuah alat yang berfungsi untuk menaikkan tekanan refrigerant dan menyalurkan gas refrigerant ke seluruh system refrigerator. Jika dianalogikan, cara kerja kompresor Refrigerator layaknya seperti jantung di tubuh manusia. Kompresor memiliki 2 pipa, yaitu pipa hisap dan pipa tekan dan memiliki 2 daerah tekanan, yaitu tekanan rendah dan tekanan tinggi.

Jenis-jenis kompresor :

(1)   Kompresi torak.

(2)   Kompresor Skrup (Screw Compressor).

(3)   Kompresor sentrifugal : Kompresor sentrifugal satu tingkat dan kompresor sentrifugal banyak tingkat.

Gambar 1. Kompresor Sentrifugal Banyak Tingkat

Gambar 2. Kompresor Sekrup (Screw Compressor)

Kompresor pada sistem pengkondisian udara (AC) yang berdasarkan kontruksinya yaitu adalah :

1). Jenis terbuka

2). Jenis hermatik

3). Jenis semi hermatik

Pada kompresor hermatik rumah kompresor dibuat dari baja dengan pengerjaan las sehingga baik kompresor maupun motor listrik tak dapat diperiksa tanpa memotong rumah kompresor. Oleh karena itu komponen dari kompresor hermatik haruslah terpercaya dan dapat diandalkan.

Pada kompresor semi hermatik rumah terbuat dari besi tuang, bagian-bagian penutup dan penyambungnya masih dapat dibuka.

Kompresor hermatik biasanya dibuat untuk unit kapasitas rendah sampai dengan 7,5 Kw.

Gambar 3. Kompresor Hermatik

2.    Kondensor.

Kondensor berfungsi sebagai alat penukar kalor, menurunkan temperatur refrigeran, dan mengubah wujud refrigeran dari bentuk gas menjadi cair. Kondensor pada AC biasanya di simpan pada luar ruangan (outdoor). Kondensor biasanya didinginkan oleh kipas (FAN), fan ini berfungsi menghembuskan panas yang di hasilkan kondensor pada saat pelepasan kalor yang di serap oleh gas refrigeran. Agar proses pelepasan kalor bisa lebih cepat, pipa kondensor didesain berliku dan dilengkapi dengan sirip.

Penggolongan jenis-jenis kondensor :

1)      Kondensor tabung dan oil dengan pendinginan air.

2)      Kondensor Koil dengan pendinginan udara

3)      Kondensor pendinginan air

Kondensor yang digunakan pada sistem pengkondisian udara biasanya adalah jenis kondensor pendinginan udara. Kondensor ini terdiri dari koil pipa pendingin bersirip plat (pipa tembaga dengan sirip aluminium atau pipa tembaga sirip tembaga). Udara mengalir dengan arah tegak lurus pada bidang pendingin. Gas refrigran yang bertemperatur tinggi masuk kebagian atas dari koil dan secara berangsur angsur mencair dalam alirannya kebagian bawah koil.

Pada refrigerator ukuran kapasitas besar dan keperluan industry biasanya menggunakan condenser dengan pendinginan air.

Gambar 4. Kondenser Koil dengan Pendinginan Udara.

3.    Pipa Kapiler / Katup Ekspansi ( Expansion Valve).

Pipa kapiler merupakan komponen utama yang berfungsi menurunkan tekanan refrigeran dan mengatur aliran refrigeran menuju evaporator. Fungsi utama pipa kapiler ini sangat vital karena menghubungkan dua bagian tekanan berbeda, yaitu tekanan tinggi dan tekanan rendah. refrigeran bertekanan tinggi sebelum melewati pipa kapiler akan di ubah atau diturunkan tekanannya. Akibat dari penurunan tekanan refrigeran menyebabkan penurunan suhu. Pada bagian inilah (pipa kapiler) refrigeran mencapai suhu terendah (terdingin). Pipa kapiler terletak antara saringan (filter) dan Evaporator.

Pada refrigerator dengan kapasitas besar dan untuk industry biasanya menggunakan katup ekspansi / Expantion Valve sebagai alat penurunan tekanan Refrigerant yang dapat diatur secara automatis. Katup ekspansi dipergunakan untuk mengekspansikan secara adiabatic cairan refrigran yang bertekanan dan temperatur tinggi sampai mencapai tingkat keadan tekanan dan temperatur rendah. Disamping mengatur pemasukan refrigran sesuai dengan beban pendingin yang harus dilayani oleh evaporator sehingga diperoleh efisiensi siklus refrigrasi yang maksimal.

Penggolongan jenis-jenis katup ekspansi :

1)   Katup ekspansi otomatis termostatik

2)   Katup ekspansi manual

3)   Katup ekspansi tekanan konstan

Gambar 5. Katup ekspansi otomatis termostatik

4.         Evaporator

Evaporator berfungsi menyerap dan mengalirkan panas dari udara ke refrigeran. Akibatnya, wujud cair refrigeran setelah melewati pipa kapiler / katup ekspansi akan berubah wujud menjadi gas. Secara sederhana, evaporator bisa di katakan sebagai alat penukar panas. Udara panas disekitar ruangan ber-AC diserap oleh evaporator dan masuk melewati sirip-sirip pipa sehingga suhu udara yang keluar dari sirip-sirip menjadi lebih rendah dari kondisi semula atau dingin. Sirkulasi udara ruangan ber-AC diatur Oleh Blower indoor. Biasanya Evaporator ditempatkan pada bagian dalam ruangan.

Penggolongan jenis-jenis evaporator :

1)   Evaporator tabung dan oil

2)   Evaporator tabung dan pipa dengan pendinginan air.

3)   Evaporator koil dengan pendingin udara

Gambar 6. Evaporator koil  Pendinginan Udara.

Komponen Pendukung Refrigerator adalah Sebagai berikut :

1.    Strainer Atau Saringan

Strainer atau saringan berfungsi menyaring kotoran yang terbawa oleh refrigeran di dalam sistem AC (Refrigerator), Kotoran yang lolos dari saringan karena strainer rusak dapat menyebabkan penyumbatan pipa kapiler / Katup Ekspansi. Akibatnya, sirkulasi refrigeran menjadi terganggu. biasanya, kotoran yang menjadi penyumbat sistem pendingin, seperti karat dan serpihan logam.

Gambar 7. Strainer atau Saringan

2.    Penampung Cairan (Receiver)

Penampung cairan berfungsi sebagai penampung sementara refrigeran cair bertemperatur rendah dan campuran minyak pelumas evaporator. Selain itu, accumulator berfungsi mengatur sirkulasi aliran bahan refrigeran agar bisa keluar-masuk melalui saluran isap kompresor. Untuk mencegah agar refrigeran cair tidak mengalir ke kompresor, penampung cairan mengkondisikan wujud refrigeran tetap dalam wujud gas. Sebab, ketika wujud refrigeran berbentuk gas akan lebih mudah masuk ke dalam kompresor dan tidak merusak bagian dalam kompresor.

Gambar 8. Penampung Cairan (Receiver)

Gambar 9. Komponen Utama Refrigerator pada Air Sparation Plant.

Gambar 10. Komponen Utama Refrigerator pada Air Conditioner

3.    Minyak Pelumas Kompresor

Minyak pelumas atau oli kompresor pada sistem AC (Refrigerator) berguna untuk melumasi  bagian-bagian kompresor agar tidak cepat aus karena gesekan. Selain itu, minyak pelumas berfungsi meredam panas dibagian-bagian kompresor. Sebagian kecil dari oli kompresor bercampur dengan refrigeran, kemudian ikut bersirkulasi di dalam system pendingin melewati kondensor dan evaporator. Oleh sebab itu, oli kompresor harus memiliki persyaratan khusus, yaitu bersifat melumasi, tahan terhadap temperatur kompresor yang tinggi, memiliki titik beku yang rendah, dan tidak menimbulkan efek negatif pada sifat refrigerant serta komponen AC yang dilewatinya.

4.    Kipas ( Fan atau Blower )

Pada komponen AC, Blower terletak di bagian indoor yang berfungsi menghembuskan udara dingin yang di hasilkan evaporator. Fan atau kipas terletak pada bagian outdoor yang berfungsi mendinginkan refrigeran pada kondensor serta untuk membantu pelepasan panas pada kondensor.

5.    Pengering (Dryer)

Pengering terdiri dari sebuah silinder yang berisi desikan tersebut dibungkus supaya mudah penggantianya, tetapi juga supaya serbuk desikan yang halus tidak keluar dari pengering dan ikut serta dalam aliran refrigran. Sebagai desikan sering di gunakan saringan molekuler atau sobabeat. Pengering juga sangat diperlukan menghilangkan uap air dari refrigran.

Gambar 11. Pengering (Dryer)

6.      Katup Ekspansi (Ekspansi Valve)

Katup ekspansi dipergunakan untuk mengekspansikan secara adiabatic cairan refrigran yang bertekanan dan temperatur tinggi sampai mencapai tingkat keadan tekanan dan temperatur rendah. Disamping mengatur pemasukan refrigran sesuai dengan beban pendingin yang harus dilayani oleh evaporator sehingga diperoleh efisiensi siklus refrigrasi yang maksimal.

Penggolongan jenis-jenis katup ekspansi :

1)      Katup ekspansi otomatis termostatik

2)      Katup ekspansi manual

3)      Katup ekspansi tekanan konstan

Gambar 12. Katup ekspansi otomatis termostatik

Semoga tulisan ini dapat bermanfaat untuk kita semua dan dapat menambah wawasan di bidang Mechanical Engineering

Thanks

Ir. Najamudin, MT