BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Dewasa ini energi merupakan kebutuhan manusia yang paling pokok.

Kebutuhan manusia terhadap ketersediaan energi listrik sangatlah besar, sehingga

pemakaiannya haruslah bijaksana, produktif dan efisien. Kita semua menyadari

bahwa sumber energi yang kita pakai cadangannya terbatas, bahkan untuk sumber

energi dari minyak bumi dan gas alam, disamping cadangannya terbatas juga

tidak dapat diperbaharui.

Refrigerasi merupakan suatu kebutuhan dalam kehidupan saat ini teruma

bagi masyarakat perkotaan. Karena itu kita perlu mempelajari sitem kerja

refrigerasi dan sekaligus mengenal komponen - komponen refrigerasi.

Refrigerasi dapat berupa lemari es pada rumah tangga, mesin pembeku

(freezer), pendingin sayur dan buah - buahan pada supermarket dan

sebagainya. Peralatan ini dapat dijumpai mulai dari skala kecil pada rumah

tangga hingg skala besar pada aplikasi di industri. Sistem refrigerasi kompressi

uap juga digunakan pada aplikasi tata udara (air condition). Aplikasi tata udara

untuk hunian manusia, mesin yang digunakan dapat ditemui mulai dari skala kecil

seperti AC window dan AC spilit dan skala besar sepertiair cooled chiller.

B. Tujuan

Dalam pembahasan mengenai system pendingin dan tata udara ini memiliki

beberapa tujuan yaitu :

1. Dapat mengetahui pengertian dari system pendingin dan tata udara yang

meliputi AC, refrigerator, dan freezer

2. Dapat mengetahui bagian – bagian dari system pendingin itu

3. Dapat mengetahui cara perawatannya

4. Dapat mengetahui pengoperasian dari AC, refrigerator, dan freezer

1

C. Manfaat

Pada topik pembahasan system pendingin dan tata udara ini dapat ditemukan

beberapa manfaat yang dapat dambil, diantaranya :

1. Mengetahui pengertian tentang system pendingin dan tata udara serta cara

kerjanya

2. Mengetahui bagian – bagian tentang system pendingin dan tata udara

3. Mengetahui cara perawatan dan manjemen system pendingin dan tata udara

4. Mengetahui pengoperasian system pendingin dan tata udara

D. Batasan Masalah

Dalam pembuatan makalah ini penulis memiliki batasan masalah sebagai berikut :

1. Membahas mengenai sistem pendingin dan tata udara

2. Membahas mengenai jenis atau macam dari sistem pendingin dan tata udara

3. Membahas mengenai prinsip kerja sistem pendingin dan tata udara

2

BAB II

PEMBAHASAN

A. Refrigerasi

Sistem refrigerasi sangat menunjang peningkatan kualitas hidup manusia.

Kemajuan dalam bidang refrigerasi akhir-akhir ini adalah akibat dari perkembangan

sistem kontrol yang menunjang kinerja dari sistem refrigerasi.

Apalikasi dari sistem refrigerasi tidak terbatas, tetapi yang paling banyak

digunakan adalah untuk pengawetan makanan dan pendingin suhu, misalnya lemasi es

gambar 1 freezer, cold strorage, air conditioner/AC Window, AC split gambar 2 dan

AC mobil. Dengan perkembangan teknologi saat ini, refrigeran (bahan pendingin)

yang di pasarkan dituntut untuk ramah lingkungan, disamping aspek teknis lainnya

yang diperlukan. Apapun refrigeran yang dipakai, semua memiliki kelebihan dan

kekurangan masing-masing oleh karena itu, diperlukan kebijakan dalam memilih

refrigerant yang paling aman berdasarkan kepentingan saat ini dan masa yang akan

datang.

Selain itu, tak kalah pentingnya adalah kemampuan dan ketrampilan dari para

teknisi untuk mengaplikasikan refrigeran tersebut, baik dalam hal mekanisme kerja

sistem, pengontrolan maupun keselamatan kerja dalam pemakaiannya.

Gambar 1. AC Splite

3

Sistem Kerja Air Conditioner

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.

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.

Istilah- istilah yang dipakai dalam teknik di bidang pendinginan:

1. 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.

4

Kalor dapat diukur meskipun kita tidak melihatnya. Satuan dari kalor joule (J),

Kalori BTU.

2. 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

Menurunkan tekanan di evaporator, sehingga bahan pendingin cair di

evaporator dapat menguap pada suhu yang lebih rendah dan menyerap lebih

banyak panas dari sekitarnya.

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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

5

6. Pipa Kapiler

Pipa kapiler gunanya adalah untuk :

Menurunkan tekanan bahan pendingin cair yang mengalir di dalam pipa

tersebut.

Mengontrol atau mengatur jumlah bahan pendingin cair yang mengalir dari sisi

tekanan tinggi ke sisi tekanan rendah.

7. 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.

8. 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.

9. Fan Motor

Fan motor digunakan sebagai tenaga penggerak untuk memutar daun kipas atau

blower untuk mengalirkan udara dingin dari evaporator dan untuk

mendinginkan kondensor.

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

6

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

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 :

AC Window/ Jendela

AC Split

Prinsip kerja AC dapat dibagi 3 bagian :

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.

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

7

untuk mendinginkan sehingga udara yang keluar udara panas dari kondensor.

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.

Jenis dan Macam macam Refrigerant (freon)

ARefrigerant 11

ARefrigerant 12

ARefrigerant 13

ARefrigerant 13b1

ARefrigerant 22

ARefrigerant 23

ARefrigerant 32

ARefrigerant 113

ARefrigerant 114

ARefrigerant 116

ARefrigerant 123

ARefrigerant 124

ARefrigerant 125

ARefrigerant 134a

ARefrigerant 134a No Leak

ARefrigerant 134a High Mileage

ARefrigerant 134a Cool Blast

ARefrigerant 134a Leak Check

ARefrigerant 134a LeakFixR

ARefrigerant 142B

ARefrigerant 152A

ARefrigerant 401A

ARefrigerant 401B

ARefrigerant 402A

ARefrigerant 402B

8

Yang Patut Diketahui Tentang Freon AC dan Jenis Refrigerant Lainnya

Refrigerant pada air conditioner merupakan media yang sudah cukup lama

digunakan, berfungsi untuk memindahkan panas dari satu tempat ke tempat

lain. Jenis-jenis refrigerant termasuk Ammonia, Sulfur Dioksida, Hidrokarbon

seperti methane, methyl klorida, methylene klorida, HFC seperti R11 (umum

digunakan pada refrigerator dan air conditioner) dan R22. Karena kesadaran

bahwa HFC turut berperan dalam kerusakan lapisan ozon, maka penggunaan

R11 dan R22 selanjutnya dialihkan ke R-401A, R-134A, R-407C.

Ammonia adalah refrigerant yang paling umum diketahui. Ammonia dapat

menghasilkan pendinginan dengan mekanisme yang cukup simpel. Penguapan

Ammonia bersifat mudah terbakar, meledak dan beracun. Ammonia lebih

ringan daripada udara.

Sulfur Dioksida (SO2) sudah tidak digunakan dan susah ditemukan

penggunaannya kecuali di peralatan pendingin yang sudah tua. SO2 tidak

mudah terbakar atau meledak namun bersifat korosif.

Hydrocarbons seperti methane CH4, isobutane C4H10, dan propane C3H8

sering digunakan sebagai bahan bakar dan biasa dijual dalam kemasan kaleng.

Methyl klorida CH3Cl juga biasa digunakan sebagaimana CH2Cl2.

Freon dan Genetron: para ahli kimia juga telah mencoba menggunakan carbon

tetraklorida CCl4 sebagai refrigerant dengan menambahkan dua atom chlorine

9

untuk memproduksi CCl2F2 yang kemudian dikenal dengan keluarga “R”,

yaitu R11 dan R22. Inilah yang sering dimaksud dengan Freon AC.

Refrigerant HFC atau “CFC” tidak bersifat mudah terbakar, tidak beracun pada

manusia dan secara luas digunakan sampai kemudian diketahui efek buruknya

di atmosfer.

Air sebagai refrigerant masih digunakan terus sampai sekarang sebagai media

pemindah panas pada sistem air conditioner yang menggunakan cooling tower

yang mana bekerja efektif dimana kelembaban lingkungan cukup rendah untuk

menghasilkan tingkat penguapan yang bagus. Sistem ini banyak digunakan di

Amerika.

10

Gambar2. Refrigerator / kulkas

B. Siklus refrigerasi

Prinsip terjadinya suatu pendinginan di dalam sistem refrigerasi adalah

penyerapan kalor oleh suatu zat pendingin yang dinamakan refrigeran. Karena kalor

yang berada disekeliling refrigeran diserap, akibatnya refregeran akan menguap,

sehingga temperatur di sekitar refrigeran akan bertambah dingin. Hal ini dapat terjadi

mengingat penguapan memerlukan kalor.

Di dalam suatu alat pendingin (misal lemari es) kalor ditesarap di“ evaporator”

dan dibuang ke “kondensor” Perhatikan skema dengan lemari es yang sederhana

gambar 3. Uap refrigeran yang berasal dari evaporator yang bertekanan dan

bertemperatur rendah masuk ke kompresor melalui saluran hisap. Di kompresor, uap

refrigerant tersebut dimampatkan, sehingga ketika ke luar dari kompresor, uap

refrigeran akan bertekanan dan bersuhu tinggi, jauh lebih tiggi dibanding temperatur

udara sekitar. Kemudian uap menunjuk ke kondensor melalui saluran tekan. Di

kondensor, uap tersebut akan melepaskan kalor, sehingga akan berubah fasa dari uap

menjadi cair (terkondensasi) dan selanjutnya cairan tersebut terkumpul di

penampungan cairan refrigeran. Cairan refrigeran yang bertekanan tinggi mengalir

dari penampung refrigean ke katup ekspansi. Keluar dari katup ekspansi tekanan

menjadi sangat berkurang dan akibatnya cairan refrigeran bersuhu sangat rendah. Pada

saat itulah cairan tersebut mulai menguap yaitu di evaporator, dengan menyeap kalor

dari sekitarnya hingga cairan refrigeran habis menguap. Akibatnya evaporator menjadi

11

dingin. Bagian inilah yang dimanfaatkan untuk mengawetkan bahan makanan atau

untuk mendinginkan ruangan. Kemudian uap rifregean akan dihisap oleh kompresor

dan demikian seterusnya proses-proses tersebut berulang kembali.

Gambar 3. Diagram lemari Es

Gambar 4. Diagram AC mobil

C. Komponen Sistem Refrigerasi

12

Mekanik mesin pendingin terdiri dari beberapa komponen yang masing-

masing dihubungkan dengan menggunakan pipa-pipa tembaga atau selang pada

akhirnya merupakan sebuah system yang bekerja secara serempak.

Komponen - komponen mesin pendingin yang digunakan adalah sebagai

berikut :

1. Kompresor

a. Fungsi dan cara kerja kompresor

Kompresor adalah suatu alat mekanis dan bertugas

untuk mengisap uap refrigeran dari evaporator. Kemudian

menekannya (mengkompres) dan dengan demikian suhu dan

tekanan uap tersebut menjadi lebih tinggi. Tugas kompresor

adalah mempertahankan perbedaan tekanan dalam sistem.

Kompresor atau pompa hisap tekan berfungsi

mengalirkan refrigeran ke seluruh sistem pendingin. Sistem

kerjanya adalah dengan mengubah tekanan sehingga berpindah

dari sisi bertekanan tinggi ke sisi berekanan lebih rendah.

Semakin tinggi temperatur yang dipompakan semakin besar

tenaga yang dikeluarkan oleh kompresor.

Kompresor merupakan jantung dari sistem refrigerasi.

Pada saat yang sama komrpesor menghisap uap refrigeran yang

bertekanan rendah dari evaporator dan mengkompresinya menjadi

uap bertekanan tinggi sehingga uap akan tersirkulasi.

Kebanyakan kompresor-kompresor yang dipakai saat ini

adalah dari jenis torak. Ketika torak bergerak turun dalam

silinder, katup hisap terbuka dan uap refrigerant masuk dari

saluran hisap ke dalam silinder. Pada saat torak bergerak ke atas,

tekanan uap di dalam silinder meningkat dan katup hisap

menutup, sedangkan katup tekan akan terbuka, sehingga uap

refrigean akan ke luar dari silinder melalui saluran tekan menuju

ke kondensor.

13

b. Kebocoran arus pada kompresor

Beberapa masalah pada kompresor adalah bocornya katup

terkabarnya motor kompresor. Jika katup tekan bocor ketika torak

menghisap uap dari saluran hisap, sebagian uap yang masih

tertinggal disaluran tekan akan terhisap kembali ke dalam

silinder, sehingga mengakibatkan efisiensinya berkurang. Hal

yang sama juga dapat terjadi bila katup hisap bocor ketika torak

menekan uap ke saluran tekan, sebagian uap di alam silinder akan

tertekan kembali ke saluran hisap. Untuk mencegah kebocoran

torak terhadap dinding silinder, biasanya dipasang cincin torak.

Jika cincin ini aus atau pecah, refrigeran dapat bocor sehingga

“tekanan tekan” akan lebih rendah dan menyebabkan kekurangan

efisiensi. Jika motor kompresor terbakar, terutama untuk jenis

hermetik dan semi hermetik, dan jika rifrigeran yang dipakai

adalah CFC dan HCFC, maka akan timbul asam yang bersifat

korosif.

c. Pengecekan kompresor

Beberapa tes sederhana dapat dilakukan untuk mengetahui

jika ada kebocoran yang nyata dalam kompresor. Pertama jika

saluran hisap disumbat, maka saluran hisap kompresor akan

vakum/hampa udara. Jika katup hisap atau katup tekan atau torak

bocor, refrigeran yang akan dipompa oleh kompresor tak akan

sebesar yang dikehendaki. Tes kebocoran yang lain diperlihatkan

jika kompresor dapat mempertahankan vakum yang dapat

dicapai. Jika kompresor dimatikan, tekanan hisap diamati apakah

turun dengan nyata. Jika katup hisap atau katup tekan torak bocor,

tekanan bisap akan turun.

Tes yang sama dapat dilakukan dengan mengamati

“tekanan tekan”. Jika saluran tekan disumbat, kompresor akan

mempertahankan tekanan tersebut. Jika katup tekan bocor

tekanan tekan akan turun.

14

Gambar 5. Kompresor

Energi mekanik pada motor penggerak dirubah menjadi energi

pneumatis oleh kompresor, sehingga zat pendingin beredar dalam

instalasi sistem AC. Secara umum kompresor ada 2 jenis.

1. Kompresor model torak

2. Kompresor model rotari

b. Condensor

Kondensor juga merupakan salah satu komponen utama dari sebuah

mesin pendingin. Pada kondensor terjadi perubahan wujud refrigeran dari

uap super-heated (panas lanjut) bertekanan tinggi ke cairan sub-cooled

(dingin lanjut) bertekanan tinggi. Agar terjadi perubahan wujud refrigeran

(dalam hal ini adalah pengembunan/ condensing), maka kalor harus dibuang

dari uap refrigeran.

Kalor/panas yang akan dibuang dari refrigeran tersebut berasal dari :

1. Panas yang diserap dari evaporator, yaitu dari ruang yang didinginkan

2. Panas yang ditimbulkan oleh kompresor selama bekerja

Jelas kiranya, bahwa fungsi kondensor adalah untuk merubah

refrigeran gas menjadi cair dengan jalan membuang kalor yang dikandung

15

refrigeran tersebut ke udara sekitarnya atau air sebagai medium

pendingin/condensing.

Gas dalam kompresor yang bertekanan rendah dimampatkan /

dikompresikan menjadi uap bertekanan tinggi sedemikian rupa, sehingga

temperatur jenuh pengembunan (condensing saturation temperature) lebih

tinggi dari temperature medium pengemburan (condensing medium

temperature). Akibatnya kalor dari uap bertekanan tinggi akan mengalir ke

medium pengembunan, sehingga uap refrigean akan terkondensasi.

Gambar 6. Kondensor

c. Flow Control / Katup ekpansi

Alat ini digunakan untuk mengatur jumlah cairan refrigeran yang

masuk ke dalam evaporator. Alat ini terletak diantara evaporator dan

kondensor. Refrigeran yang keluar dari kondensor mempunyai suhu dan

bertekanan tinggi. Sedangkan refrigeran yang masuk ke dalam evaporator

harus memiliki suhu dan tekanan rendah. Oleh karena itu, untuk

menurunkan suhu dan tekanan tinggi ini diperlukan suatu alat ekspansi.

Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa refrigeran yang dalam

evaporator berbentuk cair dan keluar dalam bentuk panas. Keadaan

refrigeran yang keluar dari evaporator inilah yang dijadikan dasar

untuk mengatur jumlah refrigeran cair yang masuk evaporator.

16

Komponen-komponen penting yang terdapat pada katub

ekspansi

thermostatis antara lain badan katup, diafragma, jarum dan dudukan

pegas, serta bola sensor dan pipa transmisinya. Beberapa katup dilengkapi

dengan equalizer. Equalizer dibutuhkan bila evaporator sangat penjang

sehingga berakibat turunnya tekanan. Tugas equalizer adalah membantu

beban kerja katup. Jika beban kerja mesin pendingin bertambah besar

evaporeator akan menjadi minus refrigeran dan temperatur di evaporator

menjadi tinggi sehingga kerjanya menjadi tidak efisien. Dengan adanya

equalizer refrigeran yang masuk ke evaporator dapat menjadi lebih banyak.

Sistem equalizer yang dipasang pada katup ekspansi thermostatis bisa

diluar atau didalam katup. Equalizer yang diluar berupa saluran yang

dipasang dari katup (di bawah diafragma) ke pipa di sisi luar evaporator.

Saliran ini harus dipasang setelah bola sensor (sensing bulb).

Setelah refrigeran terkondensasi di kondensor, refrigeran cair tersebut

masuk ke katup ekspansi yang mengontrol jumlah refrigeran yang masuk ke

evaporator. Ada banyak jenis katup ekspansi, tiga diantaranya adalah pipa

kapiler, katup ekspansi otomatis, dan katup ekspansi termostatik.

a. Pipa Kapiler (capillary tube)

Katup ekspansi yang umum digunakan untuk sistem refrigerasi

rumah tangga adalah pipa kapiler. Pipa kapiler adalah pipa tembaga

dengan diameter lubang kecil dan panjang tertentu. Gambar 6.

Besarnya tekanan pipa kapiler bergantung pada ukuran diameter

lubang dan panjang pipa kapiler. Pipa kapiler diantara kondensor

dan evaporator

Refrigeran yang melalui pipa kapiler akan mulai menguap.

Selanjutnya berlangsung proses penguapan yang sesungguhnya di

evaporator. Jika refrigeran mengandung uap air, maka uap air akan

17

membeku dan menyumbat pipa kapiler. Agar kotoran tidak

menyumbat pipa kapiler, maka pada saluran masuk pipa kapiler

dipasang saringan yang disebut strainer.

Ukuran diameter dan panjang pipa kapiler dibuat sedemikian

rupa, sehingga refrigeran cair harus menguap pada akhir

evaporator. Jumlah refrigeran yang berada dalam sistem juga

menentukan sejauh mana refrigeran di dalam evaporator berhenti

menguap, sehingga pengisian refrigeran harus cukup agar dapat

menguap sampai ujung evaporator. Bila pengisian kurang, maka

akan terjadi pembekuan pada sebagian evaporator. Bila pengisian

berlebih, maka ada kemungkinan refrigerant cair akan masuk ke

kompresor yang akan mengakibatkan rusaknya kompresor. Jadi

sistem pipa kapiler mensyaratkan suatu pengisian jumlah refrigeran

yang tepat.

b. Katup Ekspansi Otomatis

Sistem pipa kapiler sesuai digunakan pada sistem-sistem

dengan beban tetap (konstan) seperti pada lemari es atau freezer,

tetapi dalam beberapa keadaan, untuk beban yang berubah-ubah

dengan cepat harus digunakan katup ekspansi jenis lainnya.

Beberapa katup ekspansi yang peka terhadap perubahan beban,

antara lain adalah katup ekspansi otomatis (KEO) yang menjaga

agar tekanan hisap atau tekanan evaporator besarnya tetap konstan.

Bila beban evaporator bertambah maka temperatur evaporator

menjadi naik karena banyak cairan refrigeran yang menguap

sehingga tekanan di dalam saluran hisap (di evaporator) akan

menjadi naik pula. Akibatnya “bellow” akan bertekan ke atas

hingga lubang aliran refrigeran akan menyempit dan ciran

refrigeran yang masuk ke evaporator menjadi berkurang. Keadaan

ini menyebabkan tekanan evaporator akan berkurang dan “bellow”

akan tertekanan ke bawah sehingga katup membuka lebar dan

cairan refrigeran akan masuk ke evaporator lebih banyak. Demikian

seterusnya.

18

c. Katup Ekspansi Termostatik (KET)

Jika KEO bekerja untuk mempertahankan tekanan konstan di

evaporator, maka katup ekspansi termostatik (KET) adalah satu

katup ekspansi yang mempertahankan besarnya panas lanjut pada

uap refrigeran di akhir evaporator tetap konstan, apapun kondisi

beban di evaporator. Lihat gambar 8.

Cara kerja KET adalah sebagai berikut : Jika beban

bertambah, maka cairan refrigran di evaporator akan lebih banyak

menguap, sehingga besarnya suhu panas lanjut di evaporator akan

meningkat. Pada akhir evaporator diletakkan tabung sensor suhu

(sensing bulb) dari KET tersebut. Peningkatan suhu dari evaporator

akan menyebabkan uap atau cairan yang terdapat ditabung sensor

suhu tersebut akan menguap (terjadi pemuaian) sehingga

tekanannya meningkat. Peningkatan tekanan tersebut akan menekan

diafragma ke bawah dan membuka katup lebih lebar. Hal ini

menyebabkan cairan refrigeran yang berasal dari kondensor akan

lebih banyak masuk ke evaporator. Akibatnya suhu panas lanjut di

evaporator kembali pada keadaan normal, dengan kata lain suhu

panas lanjut di evaporator dijaga tetap konstan pada segala keadaan

beban.

Gambar 7. K. E. O

19

Gambar 8. K.E.T

e. Evaporator

Pada evaporator, refrigeran menyerap kalor dari ruangan yang

didinginkan. Penyerapan kalor ini menyebabkan refrigeran mendidih dan

berubah wujud dari cair menjadi uap (kalor/panas laten).

Panas yang dipindahkan berupa :

1. Panas sensibel (perubahan tempertaur) Temperatur refrigeran yang

memasuki evaporator dari katup ekspansi harus demikian sampai

temperatur jenuh penguapan (evaporator saturation temparature).

Setelah terjadi penguapan, temperatur uap yang meninggalkan

evaporator harus pupa dinaikkan untuk mendapatkan kondisi uap

panas lanjut (super-heated vapor)

2. Panas laten (perubahan wujud)

Perpindahan panas terjadi penguapan refrigeran. Untuk

terjadinya perubahan wujud, diperlukan panas laten. Dalam hal ini

perubahan wujud tersebut adalah dari cair menjadi uap atau menguap

(evaporasi). Refrigeran akan menyerap panas dari ruang

sekelilingnya. Adanya proses perpindahan panas pada evaporator

dapat menyebabkan perubahan wujud dari cair menjadi uap.

Kapasitas evaporator adalah kemampuan evaporator untuk

menyerap panas dalam periode waktu tertentu dan sangat ditentukan

oleh perbedaan temperatur evaporator (evaporator temperature

difference).

20

Perbedaan tempertur evaporator adalah perbedaan antara temperatur

jenis evaporator (evaporator saturation temperature) dengan

temperatur substansi/benda yang didinginkan.

Kemampuan memindahkan panas dan konstruksi evaporator

(ketebalan, panjang dan sirip) akan sangat mempengaruhi kapaistas

evaporator.

Evaporator adalah komponen yang digunakan untuk mengambil

kalor dari suatu ruangan atau suatu benda yang bersentuhan dengannya.

Pada evaporator terjadi pendidihan (boiling) atau penguapan

(evaporation), atau perubahan fasarefrigran dari cair menjadi uap. Refrigeran

pada umumnya memiliki titik didih yang rendah. Sebagai contoh, refrigeran 22

(R22) memiliki titik didih -41° C. Dengan demikian, refrigeran mampu

menyerap kalor pada temperatur yang sangat rendah. Evaporator dapat berupa

koil telanjang tanpa sirip (bare pipe coil), koil bersirip (finned coil), pelat

(plate evaporator) shell and coil, atau shell and tube evaporator. Jenis

evaporator yang digunakan pada suatu sistem refrigerasi tergantung pada

jenis aplikasinya.

Evaporator atau sering juga disebut boiler, freezer, froster, cooling

coil, chilling unit, dan lain-lain. Fungsi dari evaporator adalah untuk

menyerap panas dari udara atau benda di dalam mesin pendingin

dan mendinginkannya. Kemudian membuangnya kalor tersebut melalui

kondensor di ruang yang tidak didinginkan. Kompresor yang sedang bekerja

menghisap bahan pendingin gas dari evaporator, sehingga tekanan di dalam

evaporator menjadi rendah dan vakum.

Evaporator fungsinya kebalikan dari kondensor, yaitu tidak membuang

panas kepada udara di sekitarnya, tetapi untuk mengambil panas dari

udara di dekatnya. Kondensor ditempatkan di luar ruangan yang sedang

didinginkan, sedangkan evaporator ditempatkan di dalam ruangan yang

sedang didinginkan. Kondensor terletak pada sisi tekanan tinggi, yaitu

diantara kompresor dan alat pengatur bahan pendingin. Evaporator terletak

21

pada sisi tekanan rendah, yaitu diantara alat pengatur bahan pendingin

dan kompresor.

Dalam konsep pemindahan panas sehingga menjadi dingin

evaporator merupakan bagian yang dalam mekanisme ini. Proses

percepatan yang terjadi tergantung dari beberapa faktor, yaitu:

a) Bahan pipa

Pada panjang pipa evaporator terjadi proses perpindahan

panas secara konveksi. Maka dari itu bahan pipa yang

digunakan harus mempunyai kemampuan penghantar panas

yang baik dan tahan karat. Biasanya bahan yang digunakan

adalah bahan dari aluminium, tembaga, kuningan dan baja tahan

karat (stainless steel). Aluminium dan tembaga mempunyai

sifat penghantar panas yang baik tetapi tidak asam. Baja

mempunyai sifat tahan karat dan korosi akan tetapi kurang

baik dalam menghantarkan panas. Dalam praktik, pemilihan

bahan ini disesuaikan dengan kondisi kerja AC.

b) Luas permukaan

Perpindahan panas dari satu sisi ke sisi lain sangat tergantung

pada luas permukaan evaporator. Semakin luas permukaan tempat

berlangsungnya perpindahan panas, semakin cepat laju

perpindahan panas yang terjadi. Sepanjang luas permukaan

evaporator diberikan sirio yang tersusun rapi argar panas diserpa

lebih banyak dan luas.

c) Faktor Film (kerak)

Faktor film suatu permukaan pada sirip-sirip evaporator

berkaitan dengan laju kecepatan udara yang melaluinya. Bila

kecepatan udara yang melaluinya terlalu rendah maka akan

terbentuk lapisan kerak permukaan sirip-sirip sehingga akan

menghambat laju perpindahan panas.

d) Bahan Pendingin (refrigeran)

Perpindahan panas bahan pendingin cair ke cair lebih baij

daripada cair ke gas. Namun kenyataanya perindahan panas lebih

sering terjadi antar udara denga refrigeran uap. Perpindahan

22

panas dari gas ke gas mempunyai prose yang kurang cepat.

Oleh karena itu pemakaian refrigeran hendaknya disesuaikan

dengan kondisi kerja evaporator.

e) Konstruksi Pipa Evaporator

Pipa atau koil evaporator yang digunakan terdiri berbagai

macam tipe tergantung kondisi dan kebutuhan metalasi.

Perbedaan jenis pipa yang digunakan satu dengan yang lain

terletak pada sistem pengaliran udara pada pipa evaporator dan

pengaliran air yang terkondensasi. Beberapa tipe pipa evaporator

yang biasa digunakan adalah sebagai berikut:

· Pipa Tipe Slant

Pada tipe ini biasanya digunaka untuk mengalirkan udara

yangmengarah ke atas, bawah dan horisontal. Dimana struktur

pipa merupakan satu kesatuan panel yang dipasang

mempermudah pengaliran hasil kondensasi. Bak penampungan

air hasil kondensasi ditempatkan di bagian bawah.

· Pipa Tipe A

Untuk tipe ini aliran udara mengarah ke atas atau ke

bawah saja terkadang pipa tipe A juga digunakan untuk

mengalirkan udara secara horisontal. Namun untuk posisi

mengalirkan udara yang arahnya horisontal tidak umum pada

tipe A ini, biasanya untuk kondisi ini dipakai pipa evaporator

tipe H. Bak penampungan air hasil kondesasi diletakkan di bawah

bentuk A.

· Pipa Tipe H

Pipa tipe H biasanya digunakan untuk mengelirkan udara

secara horisontal. Bak penampungan hasil kondensasi terletak

di bagian bentuk H. Namun bila tipe H ini digunakan untuk

mengalirkan udara secara vertikal maka bak penampungan harus

ditempatkan khusus yang memungkinkan air hasil kondensasi

tertampung dengan baik.

23

24

DAFTAR PUSTAKA

Buntarto, service dan reparasi AC, Graha Ilmu, Yogyakarta ;2009

http://id.wikipedia.org/wiki/Refrigerasi (19-12-2011)

http://www.polban.ac.id/jurusan/teknik-refrigerasi.html (19-12-2011)

25

26