DASAR SISTEM REFRIGASI & AIR CONDITIONING

Suatu system refrigasi tergantung pada bedanya jenis – jenis energi, contoh adalah sebagai berikut :

1. Energi listrik dirubah menjadi energi mekanis oleh motor listrik. Bentuk energi ini dapat digunakan untuk mengoperasikan system energi mekanik
2. pada system refrigasi abssorbsi, kalor dari nyala gas atau elemen pemanas listrik memberikan energi untuk bekerjanya system ini.

1. System Refrigerasi  Mekanik

Pada refrigerasi mekanik , Refrigerant disirkulasikan /diedarkan di dalam system dengan menggunakan peralatan yang bergerak secara mekanik yaitu compressor.

Fungsi daripada compressor ini, selain daripada mensirkulasikan refrigerant (Freon), juga untuk menciptakan perbedaan tekanan antara sisi tekanan tinggi dengan sisi tekanan rendah dengan bantuan adanya metering device atau katup ekspansi.

System Refrigasi terbagi dalam 3 klasifikasi :

1. Low pressure (Tekanan max. refrigant 15 psi)

Contohnya : R 123 & R11 (liquid : 60 % & Gas : 40%)

2. medium Pressure ( Tekanan max. refrigant 40 Psi)

Contohnya : R 134 a, R 502, R 12 ( Liquid : 50 % & Gas : 50 % )

3. High Pressure : (Tekanan max. refrigant 200 Psi)

Contohnya : R22 ( Liquid :30 % & Gas : 30 %)

Sedangkan berdasarkan type compressor :

1. Centrifugal
2. Screw
3. Reciprocating / piston
4. Scroll

Pada refrigasi mekanik digunakan prinsip tekanan yaitu : panas didalam uap/gas dapat bertambah dengan cara menekan uap/gas tersebut.

Dengan cara ini , akan diciptakan suatu refrigerasi mekanik karena semua cairan  menyerap kalor dalam jumlah yang besar ketika mendidih menjadi uap dan tekanan dapat digunakn untuk mengembalikan bentuk uap menjadi cair kembali agar dapat digunakan berulang-ulang

PENGENALAN KOMPONEN UNIT REFRIGERASI

Komponen yang terdapat pada system refrigerasi dapat dibagi menjadi 2 bagian :

1. Bagian mekanikal
2. Bagian Electrical

Komponen mekanikal terdiri dari 4 komponen utama yaitu :

Compressor, condensor, Refrigerant control (katup ekspansi) dan Evaporator.

      

Disamping itu terdapat komponen Bantu yang jenisnya tergantung dari aplikasi dan kapasitas mesinnya, yaitu :

Pipa (line) penghubung (pada sisi tekanan rendah dan tekanan tinggi), Strainer,Filter dryer, heat exchanger,Fan,pompa dan berbagai katup regulator ( berfungsi sebagai pengaman).

Komponen Electrical terdiri dari :

Motor compressor,kontaktorr utama,compressor starter, overload protection, Capasitor, relai, pressure switch, transformator,Evaporator fan,Condensor fan, Evaporator fan relai, thermostat, humidistat dan timer.

COMPRESSOR

Compressor didesain dengan berbagai ukuran, disesuaikan dengan persyaratan yang berlaku Dan diklasifikasikan menurut cara operasinya.

Fungsi utama compressor adalah menaikkan tekanan gas refrigerant yang dihisap dari evaporator pada tingkatan tertentu dan selanjutnya mengirimkannya (discharge) ke condensor . Selanjutnya di condensor gas bersuhu dan bertekanan tinggi dari discharge compressor akan diembunkan (kondensasi) di condensor .

Dilihat dari penempatan penggerak mulanya ( motor listrik), maka compressor dapat dibedakan menjadi 3 jenis,yaitu :

1. Open type (belt drive)
2. Semi hermetic (Direct drive), tetapi motor dan compressornya berada dalam satu casing yang berbeda.
3. Hermetic (direct drive) motor dan compressor dalam satu casing.

CONDENSOR UNIT

Fungsi condensor dalam system refrigerasi kompresi gas adalah untuk merubah wujud refrigerant dari gas yang bertekanan dan bersuhu tinggi dari discharge compressor menjadi cairan refrigerant yang masih bersuhu dan bertekanan tinggi. Pada saat gas bergerak dari sisi discharge compressor masuk kedalam condensor,

Gas tersebut mengandung beban kalor  yang meliputi : kalor yang diserap oleh evaporator untuk penguapan liquid refrigerant, kalor yang diserap untuk menurunkan suhu liquid refrigerant dari suhu condensing ke suhu evaporating , kalor yang dihisap oleh silinder chamber  dan kalor yang dipakai untuk mengkompressi gas dari evaporator.

Menurut konstruksinya , maka condensor dapat diklasifikasikan menjadi 3 jenis,yaitu :

1. Air cooled condensor
2. water cooled condensor
3. Evaporative condensor

AIR COOLED  CONDENSOR

Condensor berpendingin udara ( air cooled), biasanya digunakan pada system berskala rendah,tetapi kadang-kadang juga digunakan untuk system yang berkapasitas mencapai  3 ton refrigerasi.

Condensor ini dilengkapi dengan natural draft dan juga fan cooling. Sesuai dengan system control yang digunakan dikenal beberapa jenis condensor, yaitu: plain tube,finned tube & plat type.

Air cooled condensor  harus selalu diletakkan pada ruangan yang mempunyai lubang ventilasi , untuk dapat membuang panasnya ke udara sekitarnya dan menggantinya dengan udara segar.

WATER COOLED CONDENSOR

Condensor dengan pendinginan air (water cooled) digunakan pada system yang berskala besar untuk keperluan komersial dan diklasifikasikan sebagai berikut:

1. Double pipe condensor
2. flooded atmospheric
3. Bleeder
4. Shell & tube
5. Shell and coil

Condensor jenis ini , suhu dan banyaknya air sebagai media pendingin condensor akan menentukan suhu dan tekanan condensing dari system operasinya. Dan secara tidak langsung juga akan menentukan kapasitas kompresinya.

Pada lokasi di mana perlu dihemat , maka digunakan cooling tower atau dengan menggunakan evaporative condensor. Dengan evaporative cooling tower , maka air pendingin dapat didinginkan  sampai mendekati tingkat suhu wet bulb ambient temperatur. Hal ini memungkinkan untuk terus mensirkulasi air dan mengurangi konsumsi penggunaan air

EVAPORATOR UNIT

Evaporator  adalah bagian utama system refrigerasi kompresi gas yang menghasilkan efek pendinginan . Hal ini dicapai dengan menyalurkan liquid refrigerant yang bersuhu dan bertekanan rendah (lebih rendah deri suhu udara sekitarnya) menuju evaporator. Kalor udara yang melewati liquid refrigerant diserap oleh liquid refrigerant  sebagai panas laten untuk mengubah wujudnya dari liquid ke bentuk gas (proses evaporasi).

Dalam peralatan refrigerasi modern , Coil evaporator dibagi dalam 2 kelas :

1. finned tubing
2. Plain tubing

Bila evaporator digunakan untuk mendinginkan udara dengan system forced convection, yaitu menggunakan fan evaporator untuk mendistribusikan udara dinginnya , maka lazim disebut dengan : Blast coil atau unit cooler . unit cooler dibuat dengan direct expansion coil yang dipasang dalam sebuah rangka metal, yang dilengkapi dengan fan untuk keperluan sirkulasi udara secara paksa.coil biasanya terbuat dari pipa tembaga yang diberi rangka penguat  dari bahan logam dan dilengkapi dengan lembaran – lembaran fin yang terbuat dari alumunium,

untuk memperluas efek permukaan penukar kalor. Bila evaporatornya berskala kecil ,biasanya susunan coilnya hanya terdiri dari satu sirkit coil. Tetapi bila kapasitasnya besar, karena alasan mengurangi rugi tekanan yang tinggi pada sirkit yang panjang , maka coil evaporatornya dibagi menjadi beberapa sirkit pararel yang terpisah.

REFRIGERANT CONTROL ( EXPANSION VALVE)

Untuk mengontrol laju aliran liquid refrigerant antara sisi tekanan tinggi dan tekanan rendah dari system refrigerasi , maka digunakan alat khusus yang disebut sebagai : Refrigerant control atau expansion valve , Refrigerant control termasuk komponen utama dalam system refrigerasi kompressi gas.

3 jenis refrigerant control yang lazim digunakan yaitu :

1. Automatic expansion valve (AXV)

2. Thermostatic expansion valve (AXV)

3. Low side float valve

AUTOMATIC EXPANSION VALVE

Fungsi automatic expansion valve adalah untuk mempertahankan tekanan refrigerant yang masuk  ke evaporator pada harga yang konstan. Biasanya digunakan pada system direct expansion refrigerant, tetapi tidak sesuai digunakan pada aplikasi air conditioning system, karena alasan  adanya fluktuasi beban

                                        

THERMOSTATIC EXPANSION VALVE

Didesain untuk mengatur laju aliran refrigerant ke evaporator dalam jumlah yang tepat sebanding dengan  jumlah liquid refrigerant yang dapat diuapkan di evaporator ,sehingga dapat mencegah mengalirnya liquid refrigerant ke compressor karena tidak sempat diuapkan dievaporator. Pengaturan secara otomatis ini didapat dengan memanfaatkan respon suhu gas yang keluar dari evaporator  . katup otomatis dengan sensor suhu ini dapat mengontrol gas refrigerant yang keluar dari evaporator sesuai dengan setting superheatnya.

PIPA KAPILER

Dapat digunakan sebagai pengganti katup expansi pada system refrigerasi berskala kecil untuk keperluan domestic . Pipa kapiler berupa pipa berdiameter kecil (0,26 “) dengan panjang mencapai  1.5 -  6 M.

Dengan pipa kapiler maka tidak diperlukan lagi katup expansi untuk memisahkan antara zona  tekanan tinggi dan zona tekanan rendah system refrigerasi kompresi gas. Pada system dengan pipa kapiler maka pada saat system dalam keadaan berhenti , kedua zona tekanan tsb akan mencapai keseimbangan oleh karena itu  system ini sering disebut sebagai  system equilibrium.