Modul-4 KB4 [PDF]

Citation preview

SUMBER BELAJAR PENUNJANG PLPG 2018 MATA PELAJARAN/PAKET KEAHLIAN TEKNIK PENDINGIN DAN TATA UDARA



SISTEM REFRIGERASI DAN TATA UDARA



Drs. Syamsuarnis, M.Pd.



KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS NEGERI PADANG 2018



SISTEM REFRIGERASI DAN TATA UDARA A. Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan Memahami Teknik Pendingin dan Tata Udara B. Sub Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan 1. Menganalisis Sistem dan Instalasi Refrigerasi 2. Menganalisis Sistem dan Instalasi Tata Udara 3. Menganalisis Kontrol Refrigerasi dan Tata Udara C. Pokok-pokok Materi 1. Sistem Refrigerasi dan Tata Udara Domestik 2. Rangkaian dan Sistem Refrigerasi dan Tata Udara Domestik 3. Sistem Refirigerasi Komersial 4. Sistem Tata Udara Komersial D. Uraian Materi 1. Sistem Refrigerasi Dan Tata Udara Domestik Refrigerator domestik merupakan peralatan rumah tangga yang digunakan untuk keperluan penyimpanan makanan dalam kurun waktu singkat (kurang lebih satu minggu) melalui proses pendinginan. Tergantung pada tipe mesin refrigerasi yang digunakan, refrigerator domestik diklasifikasikan dalam tiga tipe, yaitu kompresi (compression-type), absorpsi (absorption-type), dan thermoelectric. Refrigerator pertama dibangun dengan sistem kompresi gas, pada tahun 1910 di USA. Sedang refrigerator domestik dengan sistem absorpsi dibangun pada tahun 1925 di Swedia. Mesin refrigerasi domestik dengan sistem thermoelectric dibangun pada pertengahan tahun 1950 di USSR. Refrigerator domestik dengan sistem kompresi diproduksi pada tahun 1939, mesin absopsi diproduksi pada tahun 1945 dan prototipe mesin thermoelectric refrigerator diproduksi pada tahun 1951. Produksi masal untuk refrigerator domestik dengan sistem kompresi gas dimulai tahun 1951. Refrigerator domestik memiliki kabinet kedap udara luar. Kabinet terbuat dari pelat metal. Bagian dalamnya terbagi menjadi beberapa rak untuk penyimpanan produk makanan. Bahan isolasi panas diletakkan di antara dinding bagian dalam yang dingin dan dinding kabinet refrigerator yang terbuat dari pelat metal. Udara di dalam kabinet (cold chamber) didinginkan melalui proese pemindahan panas (kalor) antara udara dan permukaan evaporator yang dingin. Kondisi suhu di dalam kabinet dijaga konstan melalui operasi siklus dari mesin kompresi gas,



1



yang dikontrol oleh rele thermal yang lazim disebut sebagai thermostat. Refrigerator domestik memiliki volume penyimpanan bervariasi antara 20 hingga 800 liter. Secara umum pemakaian refrigerator domestik dapat dibagi menjadi empat kategori, yaitu: (1) cooler, yaitu untuk keperluan penyimpanan bahan makanan yang tidak beku (unfrozen product), (2) freezer, yaitu untuk keperluan penyimpanan bahan makanan beku (frozen products) jangka pendek (hanya untuk beberapa hari), (3) Freezer, yaitu untuk keperluan penyimpanan bahan makanan beku (frozen products) jangka menengah (hingga beberapa minggu), dan (4) deep freezer untuk keperluan penyimpanan bahan makanan beku jangka panjang (hingga tiga bulan). Pengkategorian tersebut dilakukan berdasarkan kondisi suhu kompartemennya. Untuk memudahkan konsumen dalam mengidentifikasi tipe refrigerator domestik, beberapa pabrikan menerapkan kodefikasi berdasarkan jumlah tanda bintang. Refrigerator dengan tanda satu bintang, hanya untuk keperluan penyimpanan makanan jangka pendek. Refrigerator dengan dua tanda bintang, untuk keperluan penyimpanan jangka menengah, dan refrigerator denga tiga tanda bintang, diperuntukkan penyimpanan makanan jangka panjang. Kondisi suhu pada freezer compartment untuk penyimpanan jangka pendek dijaga pada titik suhu –6°C, kondisi suhu –12°C diperuntukkan untuk penyimpanan makanan jangka menegah, dan untuk penyimpanan makanan jangka panjang kondisi suhu freezer compartment di jaga konstan mulai suhu –18°C atau lebih rendah lagi. Pada umumnya refrigerator domestik didesain dengan tiga pilihan pintu, yaitu satu pintu (single door), dua pintu (double doors), dan tiga pintu (triple doors). Refrigerator dengan satu pintu, dan dua pintu, masing-masing memiliki kombinasi dua kompartemen untuk keperluan cooler



(pendinginan)



dan



untuk



keperluan



freezer



(pembekuan).



Cara



penempatan



kompartemen juga terdapat dua pilihan, yaitu terpisah secara vertikal, yakni freezer compartment diletakkan di bagian atas, dan cooler compartment diletakkan di bagian bawah kabinet. Pilihan kedua adalah pemisahan secara horizontal, yakni freezer compartment diletakkan di bagian kiri kabinet dan cooler compartment di bagian kanan kabinet. Gambar 1 memperlihatkan tipikal refrigerator domestik satu pintu yang ada di pasaran. Gambar 2 tipikal refrigerator domestik dua pintu.



2



Gambar 1 Tipikal Refrigerator Domestik



Gambar 2 Tipikal Refrigerator Domestik Dua



Satu Pintu



Pintu



Sistem operasi refrigerator untuk mempertahankan suhu kompartemennya, dibedakan menjadi tiga kelas, yaitu manual, semiautomatic, dan automatic defrosting. Defrosting adalah aktivitas pencairan bunga es di permukaan evaporator. Akumulasi bunga di permukaan evaporator dapat menimbulkan masalah dalam hal transfer panas. Transfer panas dapat terganggu, sehingga efek pendinginan menjadi berkurang. Oleh karena itu secara periodik akumulasi lapisan bunga es di permukaan evaporator harus dibersihkan melalui operasi yang disebut defrosting. Sistem operasi sirkulasi udara di dalam kompartemen refrigerator, dibedakan menjadi dua, yakni sirkulasi natural (natural circulation), dan sirkulasi paksa (forced circulation) yang dibantu dengan fan. Lazimnya refrigerator mampu menjaga suhu kompartemennya tetap konstan pada titik suhu 0°F pada freezer compartment dan suhu 35°F hingga 45°F pada cooler compartment. Refrigerator untuk keperluan penyimpanan jangka panjang yang didisain dengan transfer panas secara natural (sirkulasi natural), maka setiap kompartemen dipasang evaporator secara terpisah. Refrigerator dengan sirkulasi paksa,



hanya digunakan evaporator tunggal, dan



dengan bantuan fan untuk mensirkulasi udara ke setiap kompartemen. Koil evaporator dan fan biasanya dipasang di bagian bawah (lantai) freezer compartment atau kadang di dinding belakang freezer compartment. Distribusi sebagian besar udara (75%–85%) disalurkan ke freezer compartment; sisanya ke kompartemen lain di mana suhunya di atas titik beku, untuk keperluan pendinginan (cooler).



3



Refrigerator jenis ini, dapat dipastikan tidak akan terjadi penumpukan lapisan bunga es di dinding kompartemen dan di atas permukaan bahan makanan yang disimpan di dalamnya. Uap air (moisture) yang terkandung dalam udara akan terakumulasi menjadi bunga es pada permukaan koil evaporator yang terletak di balik dinding kompartemen. Sehingga yang masuk ke kompartemen hanya dry air. Karena koil evaporator tidak berhubungan (kontak) langsung dengan bahan makanan, maka pemanasan yang dilakukan pada permukaan koil evaporator untuk keperluan pencairan bunga es selama operasi defrosting, tidak akan berpengaruh pada suhu bahan makanan yang tersimpan di dalam frezzer compartemnt. Sehingga, dengan demikian operasi defrosting dapat dilakukan beberapa kali setiap harinya. Lazimnya operasi defros dilakukan setiap delapan jam sekali melalui pengontrolan dengan deforst timer. Pencairan bunga es pada refrigerator domestik dilakukan dengan memasang electric heater pada permukaan koil evaporator. Operasi electric heater dikontrol oleh Defrost timer. a. Komponen-komponen sistem refrigerasi domestik Komponen utama unit refrigerator domestik yang dibangun dengan sistem kompresi adalah kompresor, kondensor, evaporator, Filter dryer dan pipa kapiler. Gambar 3 memperlihatkan bentuk komponen utama dan asesoris yang digunakan pada unit refrigerator domestik dengan sistem kompresi.



4



Gambar 3. Komponen Utama dan Aksesoris Unit Refrigerasi Domestik



Pemilihan



komponen



untuk



sistem



pendingin,



sejumlah



faktor



yang



perlu



dipertimbangkan, yaitu: 1) Mempertahankan efek refrigerasi untuk mengatasi variasi perubahan beban dari 0 sampai 100%; 2) Mengontrol akumulasi bunga es untuk mempertahankan kinerja yang berkesinambungan; 3) Variasi dalam afinitas oli refrijeran yang disebabkan oleh perubahan suhu yang besar, dan berkurangnya oli di dalam crankcase kompresor; 4) Pemilihan media pendingin: (i) direct expansion refrigerant, (ii) gravity atau pump recirculated atau flooded refrigerant, (iii) secondary coolant (brines, salt and glycol); 5) Efisiensi sistem dan pemeliharaan; 6) Jenis kondensor: air cooled, water cooled, atau evaporative; 7) Desain kompresor (hermetic, semi hermetic, open type, reciprocating, screw, atau rotary); 8) Pemilihan refrijeran (perhatikan bahwa tipe refrijeran pada dasarnya dipilih berdasarkan suhu dan tekanan operasi).



Gambar 4 memperlihatkan konfigurasi instalasi pemipaan komponen utama dalam kabinet pada refrigerator dengan dua pintu.



5



Gambar 4. Konfigurasi Pemipaan Komponen Utama Unit refrigerator dua Pintu b. Instalasi sistem pemipaan refrigerasi domestik Sistem pemipaan Refrigerasi adalah pekerjaan utama dalam perakitan atau pemeliharaan peralatan Refrigerasi. Ada empat prinsip yang harus dijadikan acuan oleh setiap teknisi, yaitu: 1) Mengetahui apa yang akan dilakukan 2) Memilih alat dan bahan dengan tepat 3) Menjaga alat dan bahan dalam kondisi bersih dan kering 4) Mengutamakan dan mengikuti prosedur keselamatan kerja



Pada umumnya pipa yang digunakan dalam peralatan Refrigerasi dan tata udara adalah pipa tembaga. Pipa lain yang sering digunakan adalah pipa alumunium, pipa baja, pipa baja tahan karat, dan pipa plastik. Pemilihan ukuran pipa harus memenuhi persyaratan adalah: 1) Drop tekanan harus sekecil mungkin. 2) Dapat mengalirkan bahan refrigerant sesuai dengan perencanan atau kecepatan sirkulasi refrigerannya sesuai.



6



Kalau pipa yang digunakan terlalu kecil akan mengakibatkan: 1) Kerugian gesekan 2) Bunyi yang keras dan bising karena kecepatan yang tidak sesuai



Kalau pipa yang digunakan ukurannya terlalu besar akan mengakibatkan : 1) Kegagalan pengembalian minyak/oli kompresor 2) Pengeringan minyak/oli kompresor yang akhirnya kompresor menjadi macet



Seorang teknisi dalam melakukan pekerjaan pemipaan diharuskan memiliki peralatan yang lengkap juga harus memiliki skill dan menguasai teknik pemipaan, mulai memotong pipa, membengkok, menyambung, hingga ke perakitan system. Mesin pendingin bila di amati secara langsung terdiri dari susunan pipa-pipa yang menghubungkan komponen mesin pendingin. Penginstalasian



pipa-pipa



tersebut



seorang



teknisi



dihadapkan



ke



berbagai



permasalahan, seperti halnya : 1) Bagaimana cara memotong pipa yang baik dan benar 2) Bagaimana cara membengkok pipa 3) Bagaimana cara menyambung pipa c. Komisioning (pengujian) sistem refrigerasi domestik 1) Peralatan Service Peralatan service adalah peralatan yang digunakan untuk keperluan pengujian atau pengukuran yang digunakan oleh seorang mekanik atau serviceman ketika melakukan pekerjaan service atau pemeliharaan. Peralatan yang terpenting adalah Gauge Manifold atau sering pula disebut sebagai Service Manifold. Untuk keperluan service dan pengujian (pengukuran) tekanan, service manifold ini lazimnya dipasangkan pada katub service kompresor untuk memperoleh tekanan sistem refrigerasi pada sisi tekanan rendah dan sisi tekanan tinggi. Disamping itu, dapat digunakan untu service lainnya seperti membuang dan menambah refrigeran ke dalam sistem, membuang udara dari dalam sistem dan by- passing tekanan dari sisi tekanan tinggi ke tekanan rendah. Service manifold terdiri dari coumpound gauge pressure dan high pressure gauge yang terpasang pada suatu manifold yang dilengkapi dengan hand valve yang berfungsi untuk mengisolir saluran tengah manifold atau membuka saluran yang terdapat di kiri dan kanan



7



manifold. Konstruksi seperti ini memungkinkan aliran refrigeran secara penuh ke pressure gauge setiap saat. Gambar 5 memperlihatkan konstruksi Service Manifold.



Gambar 5. Skematik Servive Manifold 2) Pengujian Kebocoran dan Tekanan Bocor pada sistem pemipaan refrigerasi merupakan penyebab gangguan yang dapat menggagalkan kerja sistem dan yang paling banyak dialami oleh unit refrigerasi/AC. Tanpa menghiraukan bagaimana dan penyebab terjadinya kebocoran pada sistem, yang pasti, adalah bahaya dapat timbul yang disebabkan oleh bocornya unit refrigerasi/AC. Ada tiga metoda yang dapat digunakan untuk memeriksa kebocoran, yaitu: a) Pressure Test Method Pemeriksaan atau uji kebocoran dengan pressure test ini harus dilakukan khususnya untuk unit baru yang telah dirakit atau unit lama yang baru selesai diperbaiki atau diganti salah satu komponen utamanya. Pressure Test dilakukan sebelum sistemnya diisi refrigeran. b) Buble Test method Bubble test method adalah pelacakan lokasi kebocoran dengan menggunakan busa sabun. Halide Leak Detector adalah alat pelacak kebocoran dengan menggunakan halide torch. Biasanya halide torch



menggunakan gas buatan yang berwarna biru. Bila ia mencium



adanya gas bocor maka warnanya berubah menjadi kehijau-hijauan. Electronic leak detector adalah pelacak kebocoran secara elektronik. Bila ia mendeteksi adanya kebocoran gas maka ada indikator yang akan menunjukkan dapat berupa suara atau secara visual. c) Vacuum Method Pada pressure test, uji kebocoran dilakukan dengan memberi tekanan positif ke dalam sistem maka pada vacuum test sistemnya dibuat menjadi bertekanan negatif (vacuum). Untuk membuat vacuum, digunakan alat khusus yang disebut : pompa vacuum atau vacuum pump. Pompa vakum menghisap gas yang ada didalam sistem sampai mencapai tingkat kevakuman tinggi. Selanjutnya sistem dibiarkan dalam keadaan tersebut selama lebih



8



kurang 12 jam. Bila ada kebocoran dalam salah satu lokasi akan menyebabkan tingkat kevakumannya turun.



Bila menjumpai keadaan seperti itu maka sistemnya harus diperiksa dengan metoda pressure test untuk memastikan lokasi bocornya. Bila sistemnya sudah terbebas dari gangguan bocor, maka pekerjaan dilanjutkan ke tahap berikutnya yaitu dehidrasi dan charging refrigerant. 3) Pemeriksaan Tekanan Kondensing Gas refrigeran bila didinginkan akan terjadi perubahan wujud atau kondensasi ke bentuk liquid. Tetapi yang perlu mendapat perhatian adalah titik suhu embun atau kondensasi gas refrigeran tersebut juga ditentukan oleh tekanan gasnya. Pada sistem kompresi gas, maka gas refrigeran dari sisi hisap dikompresi hingga mencapai tekanan discharge pada titik tertentu dengan tujuan gas panas lanjut (superheat) tersebut dapat mencapai titik embunnya dengan pengaruh suhu ambien di sekitarnya. Misalnya almari es. Untuk sistem yang berskala besar maka untuk mendinginkan gas superheat ini digunakan air atau campuran air dan udara paksa. Gas refrigeran yang keluar dari sisi tekan kompresor disalurkan ke kondenser. Gas tersebut mempunyai suhu dan tekanan tinggi dalam kondisi superheat. Selanjutnya saat berada di kondenser gas panas lanjut tersebut mengalami penurunan suhu akibat adanya perbedaan suhu antara gas dan medium lain yang ada disekitarnya, yang dapat berupa udara atau air. Penurunan suhu gas refrigeran tersebut diatur sampai mencapai titik embunnya. Akibatnya refrigeran akan merubah bentuk dari gas menjadi liquid yang masih bertekanan tinggi. Agar diperoleh performa yang optimal dari mesin refrigerasi kompresi gas maka suhu kondensasinya diatur agar mempunyai harga 6 sampai 17 derajad celsius di atas suhu ambien, tergantung dari suhu evaporasinya. 4) Evakuasi Apabila sistem pemipaan refrigerasi sudah selesai dirakit maka mutlak perlu mengevakuasi keseluruhuan sistem pemipaannya dari udara dan uap air serta gas lain yang sempat masuk ke dalam sistem pemipaan refrigerasi. Untuk keperluan itu digunakan alat bantu yang disebut vacuum pump. Vacuum Pump digunakan untuk mengevakuasi atau mengeluarkan udara dan uap air yang terjebak di dalam sistem pemipaannya. Evakuasi dapat dilakukan melalui sisi suction atau melalui dua sisi yaitu sisi suction dan sisi discharge. Umumnya peralatan refrigerasi berskala rendah hanya dilengkapi dengan process tube pada sisi tekanan rendah (suction). Tetapi beberapa pabrikan merekomendasikan



9



evakuasi melalui kedua sisi yaitu sisi suction dan sisi discharge sehingga memasang process tube pada kedua sisinya. 5) Charging Pengisian charging refrigerant ke dalam sistem bukan masalah berat bila telah tersedia peralatan untuk charging yang memadai dan memenuhi standard. Pekerjaan charging refrigerant akan menjadi lebih mudah bila mempunyai satu set peralatan charging yang disebut : Charging Board. Charging Board telah dilengkapi dengan Vacumm Pump, Glass kalibrasi, peralatan ukur tekanan (Pressure Gauge) serta katub-katub yang memenuhi standard. Masalah yang sering muncul di kalangan teknisi refrigerasi adalah berapa banyak refrigerant yang harus dimasukkan ke dalam sistem. Yang perlu selalu diingat oleh para personil yang sedang menangani perbaikan peralatan refrigerasi dengan sistem pipa kapiler adalah Sistem refrigerasi dengan pipa kapiler sering disebut sebagai equilibrim system artinya pada saat mesinnya dimatikan maka kedua sisi sistem, sisi suction dan sisi discharge akan mempunyai tekanan yang sama setelah beberapa saat kemudian. Bila keseimbangan tekanan ini tidak tercapai setelah beberapa menit maka berarti ada gangguan. Untuk mendapatkan keseimbangan sistem ini maka syarat yang harus dipenuhi adalah : refrigerant yang dimasukkan ke dalam sistem harus tepat, sesuai desain pabrikannya. Cara yang paling mudah adalah mengikuti anjuran pabrikannya. Biasa isi (diukur dalam satuan berat) dan jenis refrigerant telah dicantumkan oleh pabrikannya. Ikuti saja petunjuk pabrikan dengan mengisikan refrigerant ke dalam sisitem secara gradual hingga mencapai berat yang dianjurkan oleh pabrikannya. d. Tata udara untuk keperluan domestik Tata Udara (air conditioning) dapat didefinisikan sebagai pengontrolan secara simultan semua faktor yang dapat berpengaruh terhadap kondisi fisik dan kimiawi udara dalam struktur tertentu. Faktor-faktor tersebut meliputi : suhu udara, tingkat kelembaban udara, pergerakan udara, distribusi udara dan polutan udara. Di mana sebagian besar dari faktor tersebut di atas dapat berpengaruh terhadap kesehatan tubuh dan kenyamanan. 1) Karakteristik udara (psychrometric) Udara atmosfir merupakan campuran tiga material penting yaitu udara kering (dry air), uap air (water vapour) dan polutan seperti asap rokok, debu dan gas-gas berbahaya lainnya. Setiap material yang terkandung di dalam udara atmosfir mempunyai kontribusi langsung terhadap permasalahan proses pengkondisian udara.



10



Pada sistem tata udara, semua faktor yang berkaitan dengan komposisi udara menjadi pertimbangan utama. Pengontrolan suhu merupakan suatu keniscayaan yang tak dapat dihindari. Debu, kotoran, asap rokok, dan bau tak sedap harus dapat dieliminasi atau dikurangi hingga mencapai titik aman dan nyaman bagi manusia atau produk lainnya. Pengontrolan jumlah kandunagn uap air atau tingkat kelembaban udara ruang, merupakan satu hal yang sangat penting karena hal tersebut langsung berkaitan dengan kenyamanan hunian atau dalam proses produksi di industri. Udara yang terlalu kering, akan berakibat langsung pada dehidrasi, yaitu hilangnya sebagian besar cairan tubuh manusia, kulit menjadi kering dan bersisik. Disamping itu dapat merusak material lain seperti sayuran dan buah-buahan. Udara yang terlalu basah, akan menyebabkan kurang nyaman, tidak bagus untuk kesehatan. Pada industri manufaktur tertentu, diperlukan ruang yang sangat bersih, bebas polutan dengan mengontrol secara cermat suhu, kelembaban dan polutan udara. Aktivitas ini disebut sebagai ruang bersih atau clean room. 2) Komponen sistem tata udara domestik Unit tata udara domestik atau resedintal air conditioner yang beredar di Indonesia, merupakan peralatan rumah tangga yang digunakan untuk keperluan kenyamanan tubuh melalui proses pendinginan. Di pasaran banyak tipe unit tata udara untuk memenuhi kebutuhan konsumen. Gambar 6 memperlihatkan berbagai jenis unit tata udara untuk keperluan domestik.



Gambar 6. Unit Tata Udara Domestik



Cara pemasangan instalasinya, unit tata udara domestik diklasifikasikan dalam dua tipe, yaitu stationer dan portable. Gambar memperlihatkan perbedaannya.



11



a)



b)



Gambar 7. (a) Unit Tata Udara Portable (b) Unit Tata Udara Stationer



Konfigurasi komponen utamanya, dibedakan menjadi dua, yaitu sistem paket dan sistem split. Pada unit paket semua komponen utama terletak dalam satu paket kontainer yang kompak, misalnya AC Window. Pada unit split, komponen utama terbagi dalam dua kontainer, yaitu unit in door yang terdiri dari fan dan koil evaporator, unit out door yang terdiri dari kompresor, kondenser, dan pipa kapiler. Perbedaanya dapat dilihat pada gambar 8 di bawah ini.



a



b



Gambar 8. (a) Unit Tata Udara Paket (b) Unit Tata Udara Split



Cara penempatan unit in door, AC split dapat dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu wall unit yakni pemasangannya di dinding, ceiling unit yakni pemasangan di langit-langit, dan free standing, ditempatkan di lantai. Gambar 9 memperlihatkan tipikal unitnya.



(a)



(b)



(c)



Gambar 9. (a) Wall Unit (b) Celling Unit (c) free standing



12



Berikut ini komponen-komponen unit tata udara domestik: a) AC Window Konsfigurasi dari komponen AC window ditunjukan oleh gambar 10 berikut ini:



Gambar 10. Konsfigurasi komponen AC Window b) AC Split AC split terdiri dari dua bagian utama, yaitu: a) Komponen Indoor 



Grille adalah bagian terpenting pada sebuah indoor, karena grille adalah sebuah Body dari indoor, yang berfungsi sebagai alat kedudukan dari komponen pada indoor.







Evaporator adalah perangkat air conditioner terbuat dari lingkaran tembaga yang dililit dengan serpihan aluminium berbentuk kisi kisi tipis dan rapat berfungsi sebagai sarana merubah udara ruangan menjadi dingin karena sirkulasi yang dibantu oleh blower indoor.







Motor Fan Indoor adalah sebuah Motor AC/DC yang berfungsi menggerakkan blower indoor untuk mendapatkan kecepatan tertentu agar supaya udara diruangan dapat bersirkulasi melalui evaporator.







Blower Indoor adalah perangkat yang berbentuk bulat sehingga disebut blower yang berfungsi untuk menghempaskan udara ruangan yang dibantu oleh motor fan indoor.







PCB / Modul adalah alat mikro komputer yang berfungsi untuk memberikan perintah seluruh rangkaian air conditioner.







Thermistor adalah sebuah alat yang berfungsi sebagai sensor udara untuk menganalisa kedinginan ruangan dan menganalisa kedinginan supply outdoor..







Capasitor fan adalah adalah sebuah alat untuk membantu start motor fan indoor , untuk ac model baru biasanya sudah dirangkai pada Modul/PCB.



13







Filter Udara adalah alat yang berfungsi sebagai penyaring kotoran yang yang berada diruangan sebab sirkulasi dari indoor, sehinggan sangat menbantu kebersihan ruangan.



b) Komponen Outdoor 



Body Adalah seng atau plastik yang berfungsi sebagai alat untuk tempat tersusunnya dari seluruh rangkaian outdoor.







Kompressor Merupakan alat yang paling Vital dalam sebuah rangkaian Air Conditioner dimana kompressor merupakan alat yang berfungsi sebagai sarana untuk mensirkulasi Gas freon dari indoor ke outdoor dan sebaliknya dimana sirkulasi tersebut terdapat proses gas freon dari Liquid mendadi Gas dan sebaliknya sehingga mendapatkan pengembunan yang cukup dan itulah disebut proses pendinginan.







Kondensor adalah alat yang mempunyai struktur yang sangat mirip dengan Evaporator namun berfungsi untuk memanaskan gas refrigerant dengan suhu tertentu sebagai sarana proses pendinginan dibantu dengan kecepatan tertentu sebuah motor fan outdoor dan daun fan outdoor.







Capasitor Kompressor Berfungsi sama dengan capasitor pada indoor, tetapi mempunyai toleransi lebih tinggi dibanding dengan capasitor fan indoor maupun fan outdoor disesuakian dengan berapa besar kapasitas kompressornya dan berlaku untuk kompressor yang menggunakan arus 1 phase/single phase.







Motor Fan Outdoor Adalah sebuah motor listrik AC/DC yang berfungsi sebagai alat untuk mensirkulasi udara disekitar outdoor yang berfungsi mempertahankan suhu tertentu sehingga kinerja kompressor stabil.







Capasitor fan outdoor Berfungsi sebagai alat starting Motor Fan Outdoor.







Kapiler alat yang berfungsi untuk memproses Gas menjadi Liquid sehingga terjadi pengembunan.







Filter Dryer Sesuai namanya dia berfungsi sebagai fiterr/penyaring kotoran yang mungkin ada dalam system.







Kran valp Sebagai alat untuk menahan Gas Refrigerant di dalam kompressor sebelum ac terpasang dan berfungsi juga sebagai sarana untuk vacoom down.







Overload Adalah alat otomatis kompressor yang bekerja sebagai kontrol bilamana kompressor terlampau panas dan bilamana konsumsi listrik sudah naik dan tidak sesuai dengan kapasitas kompressor.



14



3) Sistem dan Instalasi tata udara ruang domestik Berbagai jenis unit tata udara domestik, yaitu unit paket, unit split, unit pasangan di dinding, unit pasangan di langit-langit, dan free standing. Untuk sistem dan instalasi ini akan fokus pada bagaimana instalasi sistem dan pemasangan pada unit AC Split. a) Persiapan pemasangan unit AC split Pemasangan instalasi unit AC Split dapat dilakukan bila alat-alat kerja sudah dipersiapkan, antara lain: 



Alat tangan meliputi obeng kembang, palu, kunci inggris dan sebagainya.







Pemotong pipa, yang berfungsi untuk memotong pipa AC split.







Bor listrik.







Gauge manifold.







Refrigerant







Vacuum pump







Tang amperemeter Pertimbangan pertama yang harus dilakukan dalam pemasangan AC split adalah



melihat posisi dimana AC split akan dipasang dan kemana jalur pipa instalasi AC split harus ditempatkan, di atas plafon, ditanam di dalam tembok atau melubangi tembok dengan cara memboboknya dengan sebuah pahat. Setelah posisi yang cocok sudah ditentukan, buka dus yang berisi indoor unit didalamnya terdapat indoor unit, bracket indoor, kabel power supply untuk ke outdoor unit dan remote control. Di belakang indoor unit terdapat bracket yang harus dilepaskan, lalu dipasang pada dinding sesuai posisi yang diinginkan. b) Pemasangan Unit Indoor Sesuai dengan namanya unit indoor di pasang di dalam ruangan. Penempatan unit indoor akan berpengaruh terhadap kinerja unit AC Split secara keseluruhan. Blower d i pasang pada unit indoor dari jenis Sirocco fan. Sirocco fan memiliki keunikan, yaitu mampu mengeluarkan hembusan yang lembut tetapi dapat menjangkau jarak lebih jauh dibandingkan dengan tipe propeller fan. Untuk indoor pasangan di dinding, dilengkapi dengan bracket. Memasang bracket indoor dapat dilakukan dengan menggunakan fisher, Gunakan waterpas agar pemasangan bracket indoor tidak miring dan air yang keluar dari indoor unit dapat keluar dengan lancar. Perhatikan gambar berikut ini. c) Pemasangan Unit Outdoor Pemasangan unit outdoor



di luar ruangan. Penempatan unit outdoor akan



berpengaruh terhadap kinerja unit AC Split secara keseluruhan. Fan yang terpasang pada



15



unit outdoor dari jenis propeller fan. Berbeda dengan Sirocco fan, propeller fan mampu mengeluarkan hembusan yang kuat tetapi hanya dapat menjangkau jarak dekat.



Gambar 11. Pemasangan Unit Outdoor d) Pemasangan Instalasi Pemipaan Setelah pemasangan unit indoor dan outdoor telah selesai dilakukan, kegiatan selanjutnya adalah pemasangan instalasi pemipaan AC Split. Pipa instalasi terbuat dari tembaga lunak yang sudah dilengkapi dengan bahan isolasi panas. Gambar 12 memperlihatkan tipikal pipa instalasi AC split. Ukuran pipa instalasi berhubungan dengan kapasitas unit AC Split. Pipa instalasi terdiri dari dua macam, yaitu pipa yang berdiameter lebih besar (biasanya ½ inci) untuk saluran hisap, dan pipa yang berdiameter lebih kecil (biasanya ¼ inci) untuk saluran likuid refrigerant yang akan disalurkan ke evaporator. Berhati-hatilah ketika menangani pipa instalasi tersebut, jangan sampai ada instalasi pipa yang tertekuk, karena dapat menghambat sirkulasi refrigerant yang dapat menyebabkan AC split tidak bekerja dengan normal.



Gambar 12. Pipa Instalasi AC Split Hasil flaring harus prima, yakni lurus, tanpa ada cacat atau goresan. Tidak boleh miring, permukaan ujung pipa tidak halus, atau tidak simetri, agar tidak menimbulkan kebocoran. Memotong pipa harus lurus potongannya. Seperti telah ketahui, unit indoor terdiri dari koil evaporator dan Sirocco fan. Untuk alasan keamanan maka koil evaporator ditutup kedua ujungnya dengan nepel khusus berbasis flare fitting. Buka 2 buah flare nut yang berada pada pipa di indoor unit dengan menggunakan 2 buah kunci pas. Jangan kaget bila



16



ada gas yang keluar saat melepaskan 2 buah flare nut tersebut, yang keluar itu bukan refrigerant tapi nitrogen kering. 4) Komisioning (pengujian) sistem dan tata udara ruang domestik a) Pengujian (pemeriksaan kebocoran) Biasanya ruang kebocoran terjadi karena flare pipa pecah dan mur nepel kendor/tidak dikencangkan, lakukan flaring ulang dan usahakan hasil flaring tidak pecah atau kencangkan kembali mur nepel yang kendor. Untuk memeriksa kebocoran dilakukan dengan menggunakan vacuum pump. Gambar 13 memperlihatkan konfigurasi pemasangan vacuum pada unit outdoor. Jalankan vacuum pump kira-kira setengah jam, hingga jarum manifold menunjuk ke skala minus 29 inci Hg. Matikan Vacuum pump, jika jarum pada manifold tidak bergerak atau tetap pada angka 30′ berarti tidak terdapat ruang kebocoran, lalu buka mur penutup keran nepel 1/4 dan yg 1/2 dengan menggunakan kunci L, buka sampai kedua keran nepel terbuka penuh. Setelah itu buka mur penutup keran nepel 1/4 dan 3/8 lalu buka kedua keran valve dengan menggunakan kunci L sampai terbuka penuh dan pasang kembali mur penutup keran valve dengan kencang. Bila sudah membuka keran nepel, tahap selanjutnya adalah penyambungan aliran listrik pada kabel power supply yang berada di indoor unit. Bila sudah melakukan penyambungan listrik pada kabel power supply yang berada pada indoor unit barulah AC split anda telah siap untuk dioperasikan. Gambar 13 konfigurasi pemasangan motor vacuum dan pemasangan gas melalui manifold.



Gambar 13. Konfigurasi Pemasangan Vacuum dan Pengisian gas AC Split



17



b) Pengukuran Suhu dengan Termometer Suhu diukur dengan thermometer. Prinsip pengukuran suhu berdasarkan ekspansi likuid yang terletak di dalam sebuah tabung kapiler tertutup. Thermometer dilengkapi dengan bulb yang terletak di bagian bawah tabung dimana di dalam bulb tersebut berisikan mercury atau alkohol. Selama terjadi perubahan suhu, tabung gelas tidak akan mengalami ekspansi, tetapi likuid yang ada di dalam bulb akan berekspansi naik dan turun di dalam tabung kapiler ketika terjadi perubahan suhu.. c) Pengukuran Laju Kecepatan Udara Parameter udara yang perlu diukur kuantitasnya adalah laju kecepatan udara. Laju kecepatan udara berpengaruh terhadap kenyamanan tubuh. Anda pasti pernah melakukannya, ketika udara terasa sangat panas dan gerah, maka Anda menggunakan fan untuk membuat merasa lebih nyaman. Kalian pasti memahami fungsi fan. Fan dapat mempercepat laju pergerakan udara. Untuk mengukur laju kecepatan udara digunakan alat ukur khusus yang disebut vaneanwmometer. Biasanya anemometer didesain dengan skala digital.



18



2. Rangkaian Dan Sistem Kontrol Refrigerasi Dan Tata Udara Domestik a. Dasar Sistem Kontrol Pada sistem Refrigerasi dan tata udara hakekatnya mengontrol kondisi udara di dalam suatu area spesifik. Peralatan tersebut memelihara suatu kondisi yang diharapkan yang dikenal dengan istilah “operating control”. Operasi keamanan (safety) dan pembatasan (limit control) membuat peralatan beroperasi pada level yang tepat sesuai keinginan. Peralatan tersebut juga dapat mencegah kerusakan terhadap sistem dan mencegah terjadinya cidera terhadap manusia. Gambar 14 memperlihatkan rangkaian diagram ladder pada unit refrigerasi domestik.



(a) 2. (b) Gambar 14. Diagram Ladder pada Unit Refrijerator Domestik. (A) defrost heater diaktifkan oleh switch 1, dan motor kompresor dimatikan oleh switch 2. (B) motor kompresor aktif (on) jika switch 2 dan 3 tertutup. Sistem kontrol Refrigerasi dan tata udara dapat dibagi menjadi tiga kategori, yaitu: 1) conditioned area, merupakan area yang dikondisikan yakni area di mana suhu, tekanan, dan kelembaban udara dikontrol secara ketat pada kondisi tertentu 2) controlling instrument, merupakan instrumen yang responsif terhadap perubahan. Hal ini dilakukan oleh piranti pendeteksi (sensing device), thermostat, motor control, pressurestat, humidistat, dan distibution control 3) operating device, merupakan sebuah mekanisasi yang berdampak langsung terhadap kondisi aktual lewat pengaturan oleh instrumen kontrol. Sebagai contoh adalah katub, damper udara, fan, dan kompresor. . Komponen piranti kontrol pertama yang digunakan pada system refrigerasi & tata udara biasanya berupa elektromekanik, yang berfungsi untuk menggerakkan kontak sakelar otomatik untuk mengontrol operasi fan, pompa, kompresor, dan damper. Biasanya piranti kontrol tersebut



19



bekerja secara self powered, artinya mereka beroperasi menggunakan energi yang ada pada proses bukan menggunakan energi dari luar. b. Komponen Sistem Kontrol Istilah pengendali (controller) merupakan kombinasi dari komponen kontrol dan rangkaian kontrol yang digunakan untuk mengoperasikan peralatan Refrigerasi dan tata udara secara otomatik dan secara akurat. Istilah akurat ditekannkan di sini karena berkaitan dengan performansi unit Refrigerasi dan tata udara. Berbagai komponen di dalam sistem kontrol pada prinsipnya dapat dibagi menjadi tiga kategori, Yaitu:  Primary control  Operating control  Limit control Dalam industri pendingin (cooling) dan pemanas (heating), ketiga komponen tersebut dikombinasikan menjadi suatu sistem kontrol. Primary Control merupakan sebuah piranti di dalam system control yang mengoperasikan suatu system dengan aman berdasarkan instruksi dari operating control. Pada prakteknya primary control berbeda-beda tergantung pada sistem yang digunakan (sistem pendinginan atau sistem pemanasan).. Operating control digunakan untuk mengontrol aksi starting dan stopping selama siklus pendinginan atau pemanasan berlangsung. Operating control yang paling banyak digunakan adalah sequential operating control. Sequential operating control adalah operasi pengontrolan secara seri atau sekuensial. Kontrol sekuensial ini digunakan untuk menjalankan dan menghentikan siklus pendinginan dan siklus pemanasan. Kontrol sekuensial digunakan untuk mengatur input panas selama proses pemanasan. Kontrol sekuensial juga digunakan untuk mengatur kapasitas pendinginan selama proses pendinginan berlangsung. Pada sistem pemanas ruangan berskala besar, biasanya menggunakan beberapa elemen pemanas dengan kilowatt tinggi dalam suatu sistem. Jika seluruh elemen pemanas berkapasitas tinggi tersebut diaktifkan secara bersamaan akan berdampak pada penurunan tegangan, dan dapat menimbulkan interferensi pada peralatan elektronik. Oleh karena itu perlunya kontrol sekuensial untuk mencegah masalah tersebut.c.



20



c. Pemeriksaan rangkaian dan sistem kontrol sistem refrigerasi dan tata udara 1) Memeriksa Kondisi Operasi Saklar Otomatik Berbasis Suhu Sistem Refrigerasi dan tata udara menggunakan suhu udara kering (dry bulb temperature) yakni suhu yang terukur oleh thermometer sebagai indikator kondisi thermal. Suhu bukan hanya satu-satunya faktor yang berpengaruh terhadap persepsi kenyamanan thermal. Namun suhu merupakan faktor utama dalam menciptakan kenyamanan dan mudah diukur serta dikontrol. Pada sistem refrigerasi dan tata udara, sistem kontrol didisain untuk mampu mengatasi beban puncak yang terjadi pada keadaan tertentu. Untuk mempertahankan kondisi suhu ruang pada titik suhu tertentu dibutuhkan piranti kontrol. Saat ini telah tersedia berbagai piranti kontrol suhu yang bekerja secara elektromekanik, elektronik, dan terpogram. 2) Prinsip pengontrolan suhu Ada tiga tipe mekanisasi yang digunakan pada motor control thermostat, yaitu: (1) sensing bulb, (2) bimetal, dan (3) solid-state. Vapor pressure thermostat dengan sensing bulb merupakan sistem kontrol yang paling banyak digunakan pada sistem Refrigerasi. Pengontrolan proses pemanasan ruang secara otomatik adalah pengaturan suhu udara ruang dengan menggunakan piranti control berbasis elektromekanikal yaitu pelat bimetal (bimetallic strip). Piranti pengatur suhu berbasis strip bimetal terdiri dari susunan dua logam berbeda jenis yang ditempelkan menjadi satu. Logam yang digunakan pada strip mimetal biasanya terbuat dari baja dan tembaga.. Tembaga akan memuai lebih panjang dibandingkan dengan baja. Hal membuat strip bimetal melengkung ketika suhunya meningkat. Aksi gerak melengkung ini digunakan untuk membuka dan menutup kontak listrik. Kontrol elektronik memiliki keuntungan dibandingkan sistem lainnya. Elektronik kontrol menjadi sangat kompak dan reliablitasnya lebih tinggi, respon lebih cepat dan tidak ada bagian yang bergerak. Kontrol elektronik dapat diidentifikasi melalui penggunaan tegangan rendah antara 5 VDC hingga 15 VDC, sehingga memerlukan step down transformer untuk menurunkan tegangan kerja 220 VAC. Piranti pendeteksi (sensing device) pada pengatur suhu elektronik biasanya terbuat dari bahan semikonduktor yang disebut dengan thermistor. Thermistor adalah sebuah resistor variabel yang nilai resistannya tergantung pada suhu yang diterimanya. 3) Pemeriksaan Thermostat Pemeriksaan kondisi operasi suatu piranti kontrol atau menguji fungsi dan performansi suatu piranti kontrol menyiratkan adanya penggunaan instrument atau alat ukur untuk mendapatkan data pengukuran disamping pemeriksaan secara visual mudah dilakukan. Metoda yang digunakan untuk menguji fungsi dan performasi suatu piranti kontrol suhu dan tekanan



21



yang beroperasi secara elektromekanik (sakelar otomatik berbasis suhu dan tekanan) difokuskan pada kualitas kontak sakelar pada saat non aktif dan pada saat aktif. Pemeriksaan meliputi pemeriksaan visual, pemeriksaan kontinuitas, dan pemeriksaan tahanan isolasi. Pemeriksaan secara visual dilakukan dengan mengamati adanya kelainan atau ketidaknormalan fisik thermostat, misalnya adanya bagian patah atau bocor pada pipa kapiler, terminal kendor atau rusak. Kemudian fungsi sakelar diperiksa dengan memutar knop thermostat, Jika terdengar suara klik berarti kontak thermostat masih berfungsi dengan baik. Pemeriksaan tahanan isolasi dilakukan dengan menggunakan insulation tester atau megger. Tahanan isolasi terhadap rangka harus lebih besar dari 20 megaohm. Bila nilai tahanan isolasi kurang dari 5 megaohm, berarti isolasi kontak sudah mengalami penurunan kualitas, sehingga dapat meimbulkan bahaya sengatan arus listrik. Pemeriksaan kontinuitas dilakukan dengan menggunakan ohmmeter. Probe ohmemter diletakkan di kedua terminal thermostat. Untuk keperluan pemeriksaan fungsi thermostat diperlukan bongkahan es. Dengan bongkahan es ini mudah menempatkan kondisi operasi thermostat pada suhu di bawah nol derajat. Untuk itu, bulb thermostat dimasukkan ke dalam tabung yang berisi es dan air, kemudian set control dial temperature pada thermostat pada posisi 0oC atau 30oF. Pada kondisi tersebut maka kontak thermostat harus membuka. Setelah beberapa menit, angkat bulb thermostat dari tabung. Jika bulb sudah mulai menjadi lebih hangat kembali maka kontak listrik harus menutup kembali. 4) Pengaturan Range dan Differential Pengaturan range (range adjustment) disediakan untuk memastikan suhu atau tekanan pada kondisi minimum atau maksimum secara tepat. Sebagai contoh, pengaturan range akan menjaga refrijerator atau freezer tetap dalam kondisi tertentu sesuai keinginan. Hal ini berlaku juga untuk unit tata udara.. Differential adjusment mengontrol beda suhu antara setingan cut-in dan cut-out. Differential adjustment dibangun di dalam mekanisme pengaturan suhu. Jika range adjustment dapat dilakukan oleh operator atau penggunanya, maka differential adjustment hanya boleh diubah setingannya oleh teknisi yang memahami mekanisme differential adjustment. 5) Memeriksa sistem dan rangkaian pengontrolan suhu Sistem tata udara adalah mengontrol suhu dan kelembaban udara. Pergerakan, kebersihan dan strerilasasi udara secara otomatik. Ada dua hal penting terkait dengan pengembangan yang telah dilakukan pada sistem pemanasan ruang (heating system) dan pendinginan ruang (cooling system), yaitu:



22



 Pengoperasan sistem dengan menerapkan sistem kontrol otomatik  Electronic circuit control dan pengoperasian sistem kontrol otomatik Perangkat kontrol merupakan perangkat yang mengoperasikan atau mengatur sistem elektrikal dan sistem mekanikal. Sistem tersebut digunakan pada sistem pendinginan (cooling system), sistem pemanasan (heating system), sistem penambahan kelembaban udara (humidifying system), dan sistem pengurangan kelembaban udara (humidifying system). Perangkat kontrol juga digunakan untuk sistem pengapian dan sistem pembakaran. Biasanya, setiap piranti kontrol didisain untuk mampu merespon suatu kondisi tertentu. Contoh perangkat kontrol adalah perangkat yang dapat mengatur suhu, tekanan, aliran fluida, level likuid, dan operasi berbasis waktu. Sistem kontrol pada industri pendingin (cooling) dan pemanas (heating) digunakan untuk mengoperasikan sistem pemanas ruangan, sistem pengkondisian (tata) udara, dan sistem manajemen energi total. Ada sejumlah operasi kontrol yang diperlukan pada sistem tata udara. Operasi kontrol tersebut meliputi:  Pengontrolan suhu udara  Pengontrolan kelembaban udara  Pengontrolan aliran udara  Pengontrolan filter udara  Pengontrolan pencairan bunga es di evaporator (defrost)  Pengontrolan titik batas dan keamanan. 6) Pemeriksaan sistem dan rangkaian pengontrolan operasi kompresor Dua macam sistem kontrol untuk mengontrol kerja motor kompresor refrigerasi yang lazim digunakan adalah sistem kontrol berbasis thermal dan sistem kontrol berbasis tekanan. Kedua sistem tersebut selalu digunakan pada unit Refrigerasi dan tata udara, baik untuk keperluan domestik, komersial dan industrial. Yang membedakannya terletak pada sistem aktuasinya. Jika pada unit berskala rendah pengontrolan kerja motor kompresor dilakukan secara langsung, maka pada unit berskala besar digunakan cara tidak langsung yaitu menggunakan rele dan kontaktor. Kontrol berbasis suhu dan berbasis tekanan mempunyai dua sistem pengaturan yaitu pengaturan rentang (range) dan pengaturan differential. Perangkat kontrol untuk pendinginan (comfort cooling) memiliki tipe dasar yang sama dengan perangkat kontrol untuk keperluan pemanas ruangan. Perangkat kontrol untuk pendinginan terdiri dari operating control, prymary control, dan limit control.Sebagai operating control adalah thermostat, pressurestat, dan humidistat. Primary control meliputi motor starter



23



dan starting relay. Sedang limit control terdiri dari overload circuit breaker, thermal overload, internal motor overload, rerigerant pressure limit control, dan oli pressure limit control. 7) Pengontrolan motor kompresor berbasis suhu Pengontrolan motor kompresor berbasis suhu biasanya menggunakan motor control thermostat. Motor control thermostat menggunakan elemen pendeteksi suhu. Ada dua disain untuk motor control thermostat, yaitu:  Untuk mengontrol sistem pendingin ruang (Refrigerasi)  Untuk mengontrol sistem pemanas ruang(heating) Hampir seluruh peralatan refrigerator, dan freezer untuk keperluan domestik dan komersial



berskala



kecil



menggunakan



piranti



thermostat



elektromekanik



untuk



mempertahankan suhu konstan di dalam kabinetnya. Thermostat jenis ini oleh pabrikannya telah diatur preset-nya untuk beroperasi pada rentang suhu tertentu. Defrost control terdiri dari single-pole, single throw (SPST) control jika hanya digunakan untuk keperluan defrost. SPST control mengontrol pencairan bunga es di evaporator dengan menghentikan kerja kompresor (off) untuk beberapa waktu setelah sensor mendeteksi suhu formasi es telah tercapai. Jika selama kompresor dimatikan akibat adanya formasi es dan dinginkan juga beroperssinya defrost heater untuk mempercepat pencairan formasi es di eveporator maka harus digunakan single-pole, double-throw (SPDT) control. Sistem kontrol ini berlaku untuk unit Refrigerasi dan tata udara. 8) Pengontrolan motor kompresor berbasis tekanan Tekanan kerja pada sisi tekanan rendah di evaporator harus terus dijaga pada level tekanan tertentu untuk memastikan proses eveporasi berlangsung pada tekanan rendah yang benar. Oleh karena itu perlu disediakan sistem kontrol yang dapat mengatur kerja kompresor berbasis perbedaan tekanan kerja di evaporator. Sistem kontrol berbasis tekanan rendah ini lazim digunakan pada unit komersial. Pressure motor control beroperasi berdasarkan tekanan evaporator. Jika suhu evaporator naik, maka tekanan rendah pada sisi evaporator akan meningkat membuat bellow (diafragma) mengembang. Kontak sakelar (switch) tertutup, sehingga motor kompresor bekerja (start-up). Jika suhu dan tekanan di evaporator turun hingga nilai tertentu, bellow akan menyusut kembali. Kontak sakelar terbuka dan motor kompresor berhenti secara otomatis (stop). Differential adjustment akan menaikkan cut-out pressure jika baut pengatur differential diputar searah jarum jam. Hal ini akan meningkatkan tekanan pegas pada diafragma, sehingga sulit bagi diafragma untuk mencapai cut-out setting.



24



3. Sistem Refrigerasi Komersial Sistem refrigerasi komersial menggunakan komponen yang berbeda dengan komponen pada sistem refrigerasi domestik. Perbedaan tersebut terletak pada sistem, jenis komponen dan kapasitasnya. Misalnya untuk keperluan efektifitas pendinginan maka digunakan dua atau lebih evaporator pada sebuah unit kondensing. Jenis dan kapasitas kompresor, kondenser, sistem catu daya listrik yang digunakan juga berbeda.. Sistem proteksi dan sistem pengaturan refrijeran yang akan diuapkan di evaporator juga berbeda. Refrigerasi komersial memiliki ruang lingkup yang luas, mencakupi peralatan Cooler, chiller, dan freezer untuk keperluan pengawetan makanan. Kapasitas Peralatan refrigerasi komersial, memiliki rentang yang lebar, konsumsi daya input antara 400 watt hingga ribuan watt, dengan menggunakan kompresor sistem hermetic dan semi hermetik. Ada banyak masalah yang dihadapi oleh dunia Refrigerasi komersial, antara lain perencanaan atau desain, pemasangan atau instalasi, dan pemeliharaan. Aplikasi Refrigerasi komersial telah merambah di banyak bidang usaha, antara lain pasar ritel, restoran, hotel dan industri lainnya yang berkaitan dengan penyimpanan, pengolahan dan pengawetan makanan. Untuk keperluan studi dan pelajaran, industri Refrigerasi dapat dikelompokkan ke dalam enam kategori umum, yaitu (1) Refrigerasi domestik, (2) Refrigerasi komersial, (3) Refrigerasi industri, (4) Refrigerasi transportasi dan Kapal Laut, (5) Tata Udara untuk kenyamanan Hunian, dan (6) Tata Udara untuk keperluan proses produksi di industri.. Walaupun ruang lingkupnya terbatas, tetapi industri Refrigerasi domestik mengambil porsi yang signifikan pada industri Refrigerasi secara keseluruhan. Peralatan Refrigerasi domestik, berkapasitas kecil, konsumsi daya input antara 35 watt hingga 375 watt, dengan menggunakan kompresor sistem hermetic. Reach-in Refrigerator merupakan perlatan yang paling banyak pemakainya untuk keperluan komersial. Pengguna peralatan ini antara lain, toko ritel, toko sayuran dan buahbuahan, toko daging, toko roti, toko obat, restoran dan warung makan, toko bunga dan hotel. Biasanya peralatan ini digunakan sebagai tempat penyimpanan dan sebagian digunakan sebagai tempat pajangan (display). Sebagai tempat pajangan, pintunya terbuat dari kaca. Salah satu unit refrigerasi komersial yang banyak digunakan adalah Display Case. Display case adalah peralatan Refrigerasi komersial yang berfungsi sebagai tempat pajangan produk atau komoditi yang akan dijual. Tampilan display case ini sengaja didesain dengan sangat atraktif, untuk menimbulkan minat dan ketertarikan para konsumen agar dapat menstimulasi penjualan produk.. Pada display case, tidak begitu memperhatikan kondisi penyimpanan yang optimal, sehingga lama penyimpanan komoditi di dalam display case sangat terbatas, hanya



25



beberapa jam untuk produk tertentu hiingga beberapa minggu, untuk produk tertentu pula, dan biasanya paling lama 3 minggu. a. Komponen Sistem Refrigerasi Komersial Sistem Refrigerasi komersial biasanya menggunakan sistem kompresor hermetik dan juga sistem kompresor semi hermetik. Sistem hermetik yang digunakan pada sistem Refrigerasi komersial sama seperti yang digunakan pada sistem refijerasi domestik hanya berbeda dalam kapasitas dan cara mengatur refrijeran. Jika pada sistem Refrigerasi domestik menggunakan pipa kapiler, pada sistem Refrigerasi komersial menggunakan katub ekspansi. Sistem Refrigerasi komersial berskala kecil diterapkan pada unit beverage dispenser, ice cube maker, dan ice cream machine. Semihermetic compressor lazim digunakan pada aplikasi sistem komersial berskala lebih besar misalnya storage room yang menggunakan multiple evaporator. Sistem Refrigerasi komersial dapat dibagi dalam dua kelompok, yaitu sistem paket dan sistem split (terpisah). Sistem paket merupakan unit Refrigerasi komersial yang didisain secara built in oleh pabrikannya, mencakup seluruh komponen yang digunakan, sistem pemipaan Refrigerasinya, dan sistem kelistrikannya. Sedang pada sistem split, unit dirakit di tempat. Komponen utama sistem Refrigerasi komersial seperti kompresor, kondenser, katub ekspansi, dan evaporator dirakit di tempat termasuk asesoris dan sistem kelistrikannya. Sistem split biasanya dikaitkan dengan pesanan dan keperluan konsumen. Banyak sistem Refrigerasi komersial yang didisain dengan sistem paket. Komponen utama seperti condensing unit, evaporator, sistem pemipaan dan sistem kelistrikannya dipasang dalam satu unit. Gambar 15 memperlihatkan unit Refrigerasi komersial dengan sistem paket.



Gambar 15. Unit Refrigerasi Komersial Sistem Paket



26



Gambar 15 memperlihatkan sebuah display case yang banyak digunakan di supermarket untuk menyimpan bahan makanan beku atau bahan minuman dingin. Kondisi operasi peralatan komersial ini dijaga ketat khususnya suhu dan tingkat kelembaban udaranya. Pengontrolan dilakukan secara elektronik. Komponen sistem paket terbagi menjadi 2 bagian, yaitu sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah. Sisi tekanan tinggi mencakup:      



Kompresor, biasanya berupa hermetik Kondensor, biasanya jenia air colled condneser Refrigerant throttling, biasanya thermostatic expansion valve Liquid receiver High pressure safety motor control, dan Liquid line yang dilengkapi dengan sight glass. Sisi tekanan rendah mencakup:



 Evaporator  Low pressure atau temperature motor control  Suction line yang dilengkapi dengan filter dryer Komponen sistem paket yang berskala lebih besar mencakup:      



Kompresor, kadang dilengkapi dengan oil separator Kondensor, water atau air cooled condenser Liquid receiver High preesure motor control Liquid line dengan sight glass dan dryer Water valve, jika menggunakan water cooled condenser



1) Kompresor Kompresor memompa refrijeran di dalam sirkit refrigerasi dan menghasilkan peningkatan tekanan refrijeran sesuai yang diperlukan. Refrijeran dipilih dan kisaran suhu operasi yang diperlukan akan menentukan jenis kompresor. Dalam siklus refrigerasi dikenal dengan refrijeran positif dan refrijeran negatif. Refrijeran positif beroperasi dengan tekanan kerja di atas tekanan atmosfir, sedang refrijeran negatif, beroperasi dengan tekanan kerja di bawah tekanan atmosfir. Kompresor dengan positive displacement dicirikan dengan reciprocating piston, umumnya digunakan untuk refrijeran positif. Jenis lain yang memiliki positive displacement adalah rotating vanes atau cylinder atau intermeshing screw. Kompresor centrifugal atau turbine lazim digunakan pada sistem



yang besar, tidak memiliki positive displacement melainkan



mengakselerasi gas refrijeran dengan turbin melalui compressor housing. Kompresor ini lazim digunakan untuk refrijeran negatif yang beroperasi di bawah tekanan atmosfir. Dalam memilih jenis kompresor ada empat kriteria yang harus dipertimbangkan, yaitu :



27



 Refrigeration capacity,  volumetric flow rate,  compression ratio, dan  thermal and physical properties dari refrijeran yang digunakan a) Hermetic Compressor Kompresor hermetik disediakan untuk memenuhi sistem refrigerasi dan tata udara kapasitas kecil motor penggerak dan kompresor diletakkan dalam rumahan tertutup rapat kedap udara secara kompak. Refrijeran dan oli tersimpan dalam rumahan, sehingga refrijeran dan oli kompresor mengenai belitan motor. Hampir semua pasangan motor kompresor yang digunakan pada lemari es,freezer, dan AC untuk keperluan rumah tangga adalah tipe hermetik. Kapasitas kompresor hermetic dapat diidentifikasi dengan kapasitas motor penggeraknya. Misalnya,kapasitas kompresor berkisar dari 1/12 HP hingga 5 HP, dengan putaran per menit 1450 atau 2800 rpm. Kompresor Hermetik dapat bekerja untuk waktu yang lama dalam sistem pendingin berkapasitas kecil tanpa persyaratan pemeliharaan dan tanpa kebocoran gas, tetapi mereka sensitif terhadap fluktuasi tegangan listrik, yang dapat membuat isolasi kumparan rusak dan terbakar.harga kompresor ini relatif lebih murah.. b) Semi hermetic Compressor Kapasistas ukuran yang lebih besar, kompresor refrigerasi didisain dengan sistem semi hermetic. Sistem ini, meskipun motor dan kompresor berada dalam satu rumahan, tetapi komponen dalam kompresor masih dapat diakses untuk keperluan pemeliharaan. Pada sistem ini refrijeran tidak mengalir di atas gulungan motor. Akses untuk pemeliharaan sangat mudah, namun diperlukan sistem pendingin motor secara eksternal untuk membantu efisiensi dalam operasi pendinginan.. Sistem dengan multicylinder, kapasitas dapat dikontrol dengan membuat satu atau lebih silinder tidak efektif (misalnya, dengan mengontrol katup inlet selalu terbuka). Untuk menurunkan torsi starting,



digunakan sistem Cylinder unloading. Kompresor semi



hermetik dengan kapasitas rendah hingga menengah, kapasitas motor dapat mencapai 300 kW. 2) Kondensor Kondensor merupakan alat penukar kalor pada sisi tekanan tinggi. Dimana gas panas lanjut refrijeran harus diturunkan suhunya hingga mencapai titik embunnya sehingga berubah menjadi liquid refrigeram, melalaui proses penukaran kalor dengan media pendinginan. Ada beberapa jenis kondensor yang dapat dipertimbangkan penggunaannya jika akan menentukan pilihan untuk aplikasi tertentu. Jenis kondensor yang biasa digunakan adalah aircooled, water-



28



cooled, shell and tube, shell and coil, tube in tube, dan evaporative condenser.. Pemilihan kondensor tergantung pada kriteria berikut:  Kapasitas kondensor  Suhu dan tekanan kondensasi  Jumlah refrijeran yang disrikulasikan dan sistem pendinginannya,  disain suhu media pendingin refrijeran (udara atau air),  Periode operasi sistem, dan  kondisi cuaca. Kondensor yang digunakan untuk keperluan refrigerasi komersial biasanya terdiri atas tiga jenis, yaitu:  water-cooled condenser,  air-cooled condensers, dan  evaporative condenser. Jenis pemipaan yang biasa digunakan untuk water-cooled dan air-cooled condenser pada aplikasi komersial adalah:  shell and tube, blow-through horizontal airflow,  shell and coil, draw-through, vertical airflow, and  tube in tube, static, or forced airflow. a) Water-Cooled Condenser Bentuk umum water- cooled condenser adalah shell and tube dengan refrijeran mengalir melalui sheel dan air pendingin mengalir melalui tube (pipa). Bagian bawah dari shell berfungsi sebagai liquid receiver. Kondesor jenis ini biasanya digunakan pada kapasitas refrigerasi besar dan aplikasi water chilling. Jika water-cooled condenser digunakan untuk aplikasi maka kriteria berikut harus dipertimbangkan:  tersedianya air pendingin untuk keperluan proses pembuangan panas,  penggunaan cooling tower jika diinginkan penggunaan air yang lebih hemat,  kebutuhan pompa sirkulasi air pendingin beserta pemipaannya,  kebutuhan water treatment dalam sistem penyediaan air pendingin,



29



 persyaratan area,  situasi maintenance and service situation Dalam kenyataanya, water-cooled condenser digunakan bersama dengan cooling towers. b) Air-Cooled Condeser Air-cooled condenser banyak dijumpai pada aplikasi refrigerasi domestic, commercial, dan industrial, chilling, freezing, dan sistem tata udara (air-conditioning system) dengan kapasitas antara 20−120 ton.. Centrifugal fan air- cooled condenser (dengan kapasitas 3−100 ton) digunakan secara khusus untuk aplikasi heat recovery dan auxiliary ventilation. Kenyataanya, air-cooled condenser menggunakan udara sekitarnya sebagai cooling medium. Keuntungan aircooled condenser antara lain:  tidak memerlukan ketersediaan air,  standard outdoor installation,  terhindar dari freezing, scaling, and corrosion problem,  terhindar dari instalasi water piping, circulation pump, dan water treatment,  biaya instalasi rendah, dan  persyaratan service dan maintenance rendah. Di lain pihak, air-cooled condenser juga memiliki kekurangan sebagai berikut:  suhu kondensing tinggi,  biaya refrijeran tinggi, karena melewati instalasi pipa cukup panjang  konsumsi daya per kW cooling tinggi ,  kebisingan tinggi, dan  multiple unit memerlukan large-capacity system. c) Evaporative Condenser Evaporative condenser terlihat sebagai water-cooled design dan bekerja berdasarkan prinsip pendinginan melalui penguapan air di dalam pergerakan udara. Efektifitas proses evaporative cooling tergantung pada suhu wet-bulb udara yang masuk ke dalam unit, volume aliran udara, dan efisiensi cooling tower. Evaporative condenser menggunakan water spray dan airflow ke refrijeran di dalam pipa. Hasil kondensasi refrijeran ditampung ke dalam sebuah tanki yang disebut sebagai liquid receiver. Karakteristik evaporative condenser:  menurunkan air yang disirkulasikan pada kapasitas yang sudah ditentukan,



30



 diperlukan water treatment,  mengurangi space,  ukuran pipa kecil, dan pendek,  sistem pompa air kecil, dan  tersedia dalam rentang kapasitas besar dan dapat dipakai dalam ruangan. d) Cooling Tower Cooling tower seperti evaporative condenser, bekerja dengan prinsip mendinginkan benda melalui penguapan air pada pergerakan aliran udara. Efektifitas evaporative cooling process tergantung pada suhu wet-bulb udara masuk ke dalam unit, volume aliran udara, dan efisiensi udara atau interface air.. Menara pendingin (cooling tower) merupakan evaporative cooler besar dimana air pendingin disirkulasikan melalui shell and tube condenser. Air pendingin bersirkulasi melalui tabung sementara gas refrijeran mengembun dan terkumpul dibagian yang lebih rendah dari sistem penukaran kalornya. Sistem penukaran kalor akan mendinginkan refrijeran sampai di bawah titik suhu kondensasi melalui air pendingin yang bersuhu paling dingin. Kemudian air pendingin yang suhunya menjadi hangat karena proses penukaran kalor dengan refrijeran disemprotkan melalui bagian atas cooling tower



dan didinginkan menggunakan fan



berkepatan tinggi. Suhu air pendingin kembali ke suhu semula dan siap digunakan untuk mendinginkan refrijeran. Yang perlu diperhatikan adalah jumlah air pendingin yang ada di bak penampungan harus tetap dijaga agar sesuai dengan level yang diinginkan. 3) Evaporator Komersial Evaporator merupakan alat penukar kalor pada sisi tekanan rendah. Di mana liquid refrijeran super dingin (subcooled) harus dinaiikan suhunya hingga mencapai titik uapnya sehingga berubah menjadi gas refrijeran, melalaui proses penukaran kalor dengan produk atau media yang didinginkan. Ada berbagai jenis evaporator sebagai alat utama panukar kalor dalam sistem refrigerasi kompresi uap. Secara umum dapat dibagi dalam dua kelompok, yaitu: (i) direct cooler evaporator yang langsung mendinginkan udara dan sekaligus mendinginkan produk, dan (ii) indirect cooler evaporator yang mendinginkan air (chiling water) dan chilling water ini digunakan untuk mendinginkan udara ruang atau produk tertentu. Evaporator yang banyak digunakan untuk keperluan refrigerasi komersial dapat dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu; (1) air cooler, untuk mendinginkan udara di dalam suatu kabinet ruang, (2) Liquid cooler, untuk mendinginkan spesial likuid atau brin. Evaporator untuk mendinginkan udara di dalam kabinet atau ruang terbagi menjadi dua jenis, yaitu : (1) natural convection evaporator, dan (2) forced convection.evaporator.



31



a) Air Cooler Jenis cooler biasanya disebut sebagai direct expansion coil dan terdiri dari serangkaian pipa tembaga yang dibentuk sedemikian rupa untuk meningkatkan efisiensi penukaran kalornya. Pemipaan dirangkai dengan fin untuk meningkatkan luas permukaan penukaran kalornya. Direct expansion coil hanya digunakan pada sistem kompresor dengan positive displacement. Seperti halnya pada liquid cooler, dry coller juga diklasifikasikan menjadi dua kategori, flooded and dry type. Pada flooded coil, digunakan float valve untuk menjaga level liquid, agar koil evaporator selalu dipenuhi oleh liquid refrijeran. Kontak penuh antara liquid refrijeran dengan dinding permukaan pipa menghasilkan efek penukaran kalor maksimal. b) Frosting Evaporator Biasanya unit frosting evaporator beroperasi dengan siklus cut out jika suhu refrijeran mencapai -15oC, cut in jika suhu refrijeran mencapai -4oC. Untuk mengatasi akumulasi bunga es yang terlalu tebal sehingga membahayakan operasi siklus Refrigerasi, maka sistem Refrigerasi harus dimatikan (shut down) secara berkala selama periode waktu tertentu, (berdasarkan ketebalan lapisan bunga es). Lapisan bunga es yang terakumulasi di permukaan koil evaporator berasal dari kandungan uap air yang ada di udara. Seperti diketahui, udara sekitar kita pada hakekatnya terdiri dari dua zat yakni dry air (udara kering atau non condensable gas) dan moisture (uap air). Karena banyak kehilangan uap air maka udara di dalam kabinet/ruang hanya terdiri udara kering saja. Jika udara di dalam kabinet terlalu kering, maka berakibat buruk pada produk makanan yang tersimpan di dalam kabinet/ruang. Jika suhu refrijeran mencapai di bawah 4oC, dibutuhkan energi panas untuk mencairkan bunga es di permukaan evaporator. Kalau tidak, kerja evaporator harus dihentikan (turn off) lebih lama daripada siklus normal. . c) Defrosting Evaporator Banyak evaporator dioperasikan dengan bantuan defrosting cycle, yaitu kegiatan pencairan lapisan bunga es secara periodik dalam kurun waktu tertentu. Selama kondensor beroperasi, maka suhu evaporator menjadi sangat rendah. Hal ini mengakibatkan timbulnya akumulasi bunga es di permukaan koil evaporator. Jika kompresor berhenti bekerja, maka suhu pada permukaan koil evaporator akan naik hingga mencapai 0oC. Pada suhu tersebut, lapisan bunga es di permukaan koil evaporator akan mencair. Ketika kompresor bekerja kembali, maka suhu evaporator akan terjaga pada suhu -7oC hingga -6oC.



32



Pencairan bunga es seperti tersebut di atas lazim disebut dengan istilah “air defrosting”. Cara tersebut dapat membuat permukaan koil evaporator menjadi bersih dari bunga es sehingga dapat memberikan efek pendinginan atau pemindahan panas dengan efisien. Hal ini akan menjaga kelembaban udara di dalam kabinet tetap tinggi, sekitar 90%RH sampai 95%RH. Sudah pasti, cara ini akan mengacaukan perbedaan suhu antara suhu refrijeran dan suhu udara di dalam kabinet/ruang. d) Nonfrosting Evaporator Nonfrosting evaporator terjadi pada evaporator yang dioperasikan pada suhu di atas nol derajat cecius. Kasus ini tidak akan timbul bunga es di permukaan koil evaporator. Evaporator jenis nonfrosting ini, bunga es masih dapat muncul di evapotaor, tetapi begitu kompresor berhenti bekerja, maka bunga es langsung mencair selama off cycle. Evaporator ini beroperasi pada suhu 0,5oC hingga 1oC. Tetapi suhu refrijeran di dalam pipa evaporator o o berada pada kisaran suhu -7 C hingga -6 C. Karena tidak seluruh kandungan uap air di dalam kabinet berubah menjadi bunga es di permukaan evaporator. Evaporator hanya menarik sebagian kecil uap air di dalam kabinet, maka kelembaban relatif di dalam kabinet masih dapat dijaga pada level 75%RH hingga 85%RH. Hal ini dapat menjaga produk makanan tetap segar dan tidak terjadi pengurangan berat. 4) Throttling Device Pada praktek nyata, throttling device, lebih dikenal dengan sebutan katub ekspansi atau expansion valve atau throttling valve. Katub ekspansi digunakan untuk menurunkan tekanan kondensasi refrijeran (sisi tekanan tinggi) ke tekanan evaporasi refrijeran (sisi tekanan rendah) melalui operasi pencekikan (throttling operation) dan mengatur laju aliran liquid-refrijeran ke evaporator sesuai dengan karakteristik alat dan beban. Katub ekspansi ini didisain proporsional antara jumlah liquid refrijeran yang masuk ke koil pendingin dengan refrijeran yang menguap di evaporator. Jumlah liquid refrijeran yang masuk ke koil pendingin tergantung pada jumlah panas yang harus diserap dari ruang atau area yang didinginkan. Jenis katub ekspansi adalah:  thermostatic expansion valve,  constant-pressure expansion valve,  float valve, dan  capillary tube. Di lapangan, sistem refrigerasi dan tata udara dapat dilengkapi dengan katub ekspansi dan piranti pendukungnya yang bekerja secara mekanik dan elektronik. Misalnya thermostatic



33



expansion valve, solenoid valve, thermostat dan pressostat, modulating pressure regulator, filter drier, liquid indicator (sight glass), non return valves and water valve, serta perangkat yang lebih cangggih misalnya untuk decentralized electronic system untuk pengaturan yang lebih cermat. a) Thermostatic Expansion Valve Thermostatic expansion valve merupakan katub ekspansi yang banyak digunakan untuk berbagai keperluan. Katub ini merupakan katub penurun tekanan antara sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah dari sistem refrigerasi kompresi uap. Katub ini, mengontrol secara otomatik laju aliran liquid-refrijeran ke evaporator pada suatu besaran yang cocok antara kapasitas sistem dan kapasitas beban. Katub ini beroperasi dengan mendeteksi suhu superheat gas refrijeran yang meninggalkan evaporator. Kapasitas katub ditentukan oleh ukuran orivice-nya. Jika thermostatic expansion valve beroperasi dengan layak, maka suhu pada sisi outlet lebih rendah dari suhu pada sisi inlet. Jika beda suhu tidak terjadi saat sistem bekerja maka dapat disebabkan oleh katub kotor atau tersumbat kotoran.



b) Constant-Pressure Expansion Valve Constant-pressure valve merupakan pendahulu dari thermostatic expansion valve. Katub ini lazim disebut sebagai automatic expansion valve (AXV) karena kenyataannya operasi buka dan tutup katub berlangsung secara otomatik tanpa bantuan peralatan mekanik dari luar. Pada dasarnya katub ini beroperasi berdasarkan tekanan (pressure regulating device). Katub ini menjaga tekanan konstan pada sisi outlet. Katub ini mendeteksi dan menjaga tekanan evaporasi pada harga konstan dengan mengontrol laju aliran liquid-refrijeran ke evaporator, berdasarkan pada tekanan hisap (suction pressure). Jumlah refrijeran yang dialirkan sesuai dengan kapasitas kompresor. c) Float Valve Katub ini dibedakan menjadi dua sesuai posisinya, yaitu high-side float valve dan low-side float valve. Katub ini bekerja dengan mengatur laju aliran liquid refrijeran ke liquid cooler jenis flooded. High-side float valve diletakkan pada sisi tekanan tinggi dari throttling device. Lazim digunakan pada sistem refrigerasi dengan evaporator, compressor, and condenser tunggal. Low-side float valve diletakkan pada sisi tekanan rendah dari throttling device dan digunakan pada sistem refrigerasi dengan multiple evaporator. Pada beberapa kasus, float valve beroperasi melalui katub solenoid yang dikontrol melalui sakelar.



34



d) Pipa Kapiler Pipa kapiler merupakan piranti pengontrol laju aliran liquid refrijeran yang paling sederhana dan dapat menggantikan fungsi katub ekspansi. Pipa kalpiler memiliki diameter kecil di mana liquid refrijeran dialirkan ke evaporator. Pipa kapiler digunakan pada sistem refrigerasi kompresi uap berskala rendah hingga 30 kW. Pipa kapiler menurunkan tekanan kondensing ke tekanan evaporasi melalui pipa tembaga yang memiliki diamter kecil (0.4–3 mm diameter dengan panjang antara 1.5–5 m), menjaga tekanan evaporasi konstan tidak tergantung pada perubahan beban.. 5) Liquid Receiver Pada prakteknya, sistem refrigerasi yang menggunakan katub ekspansi sebagai pengatur laju aliran liquid refrijeran. Receiver menyediakan tempat untuk menyimpan kelebihan refrijeran di dalam system ketika katub ekspansi membatasi laju aliran liquid refrijeran ke evaporator. Receiver tidak diperlukan bila menggunakan pipa kapiler. Untuk mengakomodasi adanya fluktuasi pada refrigerant charge, receiver dapat membantu menjaga condenser tidak mengalami kelebihan liquid sehingga dapat mengurangi besarnya area permukaan kondensor yang efektif sebagai penukar kalor. 6) Accumulator . Akumulator merupakan piranti yang dapat memastikan bahwa kompresor tidak menghisap liquid refrijeran. Kompresor didisain untuk menghisap gas refrijeran dan bukan liquid refrijeran. Liquid refrijeran yang masuk ke kompresor akan mengencerkan oli, membersihkan sistem pelumasan bantalan dan beberapa kasus dapat menyebabkan hilangnya oli di dalam compressor crankcase. Kondisi ini disebut oil pumping atau slugging yang dapat menyebabkan kerusakan pada valve reed, piston, rod, dan crankshaft. Fungsi accumulator beraksi sebagai sebuah reservoir yang menampung secara temporer kelebihan campuran oil-refrijeran dan mengembalikannya ke kompresor sesuai kekuatan compressor. Beberapa accumulator dilengkapi dengan koil heat-exchanger untuk membantu penguapan liquid refrijeran melalui penukaran panas dengan refrijeran di dalam liquid line, sehingga dapat membantu sistem beroperasi dengan efisien. Pemasangan akumulator adalah pada sisi suction line setelah reversing valve dan sebelum compressor untuk mengeliminasi kerusakan kompresor. 7)



Oil Separator Oil separator dipasang antara kompresor dan kondensor. Oil separator berfungsi sebagai



pemisah oli dari gas refrijeran yang dipampatkan oleh kompresor dengan besaran antara 0.0003−0.001% dari total refrijeran, tergantung pada karakteristik sistem, misalnya, kondisi 35



operasi, refrijeran, frekuensi start/stop, frekuensi load/unload. Separator ini digunakan pada sistem berskala besar, misalnya ammonia, R-134a dan propane. Oil separator memerlukan tambahan piranti katub bantu secara eksternal untuk mengatur jumlah oli kembali ke kompresor. 8) Defrost Controller Akumulasi bunga es (frost) di permukaan evaporator dapat menggangu proses trnasfer panas antara refrijeran dengan udara atau produk yang didinginkan. Oleh karena itu perlu dilengkapi dengan sistem untuk mencairkan bunga es (deforst). Defrost dikontrol melalui timer. Ada empat langkah mengatur defrost: 



pump out,



 hot gas,  equalize, and  fan delay. b. Beban pendinginan sistem refrigerasi komersial 1) Macam-Macam Beban Pendinginan Beban panas yang menjadi beban pendinginan umumnya berasal dari bermacam-macam sumber yang berbeda. Adapun sumber panas yang umum adalah:  Panas yang berasal dari sisi luar dinding berisolasi transparan (melalui konduksi).  Panas yang masuk melalui kaca atau bahan-bahan transparan (melalui radiasi).  Panas yang dibawa udara dari luar ruang pendingin.  Panas yang berasal dari produk/benda-benda yang didinginkan.  Panas yang berasal dari pekerja /operator.  Panas yang berasal dari peralatan yang di simpan di dalam ruangan seperti motor listrik, lampu, peralatan listrik lainnya. Pada prakteknya tidak selalu semua jenis sumber panas di atas merupakan beban pendinginan tergantung dari pemakaiannya saja. Seandainya semua sumber panas itu ada atau bahkan dari sumber lainnya tidak tertulis di atas tentu mesti di perhitungkan juga. 2) Waktu Operasi (Equipment Running Time) Kapasitas pendinginan yang normal dinyatakan dalam BTU/jam, tapi untuk menghitung jumlah beban pendinginan secara keseluruhan dihitung dalam waktu 24 jam (BTU/24 jam). Kemudian untuk menentukan besarnya kapasitas mesin yang di perlukan, beban total itu (BTU/jam) di bagi jumlah waktu operasi. Selengkapnya perhitungan kapasitas mesin yang diperlukan dengan menggunakan persamaan berikut.



36



Keterangan: Q



: Kapasitas mesin yang diperlukan (BTU/jam)



Qtotal: Jumlah beban pendinginan (Btu/24 jam) t



: Jumlah waktu mesin bekerja (jam)



Walau telah dinyatakan jumlah waktu mesin bekerja, tetapi pada saat evaporator diselimuti es (dalam batas-batas tertentu) mesin itu akan berhenti bekerja untuk memberikan kesempatan agar es yang menempel pada sirip-sirip evaporator mencair (defrost). Setelah selesai mencair semua, baru mesin itu bekerja lagi. Lapisan es itu berasal dari uap air di dalam udara yang disirkulasikan, karena didinginkan sampai di bawah titik bekunya maka uap air itu membeku. 3) Perhitungan Beban Pendinginan Guna menyederhanakan perhitungan, beban pendingin dibagi dalam beberapa macam beban panas tergantung dari asalnya panas itu bersumber. Setelah didapatkan beban panas/tiap sumber baru dijumlahkan untuk mendapatkan jumlah total beban pendinginan yang harus diatasi oleh mesin pendingin. Untuk sistem pendinginan komersial jumlah beban pendinginan dibagi atas 4 kelompok beban panas secara terpisah, sebagai berikut: a) Beban panas dari dinding (the wall gain load) Walaupun dinding bagian dalam diisolasi, tetapi karena tak ada isolasi yang sempurna, maka tetap terjadi perpindahan kalor dari panas ke dingin. Setiap sistem pendinginan pasti terjadi beban panas melalui dinding dan merupakan salah satu bagian dari beban pendinginan. Tetapi untuk sistem penyejuk (chiller) biasanya beban melalui dinding dianggap tidak ada, sebab luas dinding bagian chiller kecil dan terisolasi dengan baik sehingga bocoran panas melalui dinding demikian kecil bandingkan beban pendinginan secara total. Sebaliknya untuk sistem pengkondisian udara untuk perumahan, komercial, untuk ruangan-ruangan penyimpanan (cold- storage) justru beban panas melalui dinding merupakan bagian beban yang paling besar. b) Beban panas dari pertukaran udara (the air change load) Saat pintu ruangan dikondisikan terbuka, udara panas dari luar akan masuk menggantikan sebagian udara dingin yang ada di dalam ruangan. Tentunya hal ini akan mempengaruhi temperatur udara dalam ruangan pendingin. Panas dari udara ini akan merupakan bagian dari beban pendinginan. Pada beberapa pemakaian, beban panas udara ini 37



tidak merupakan beban yang harus diperhitungkan. Seperti misalnya untuk pendinginan cairan (liquid chiller) dimana tidak ada pintu atau lubang haluan lainnya yang dapat menyebabkan mengalirnya beban panas. Sebaliknya pada sistem pengkondisian udara beban panas udara ini mesti diperhitungkan. Udara panas itu dapat masuk ke ruangan melalui celah-celah jendela, pintu atau bocoran lainnya atau disengaja dialirkan masuk (tentu dalam batas tertentu) untuk ventilasi. Jika jumlah penghuni suatu ruangan yang dikondisikan cukup banyak tentu udara segar (fresh air) yang harus dimasukan banyak pula, sehingga sering kali beban panas dari udara ini menjadi bagian terbesar dari beban pendinginan total.



c) .Beban panas dari produk Panas dari produk yang didinginkan sampai dapat mencapai temperatur kamar pendingin merupakan beban yang harus ditanggulangi mesin pendingin. Macam-macam produk dapat didinginkan seperti misalnya bahan makanan dan juga elektroda las, betonan, plastik, karet dan segala jenis cairan. Bila suatu ruangan didinginkan untuk maksud penyimpanan (cold storage), biasanya produk itu didinginkan terlebih dahulu sebelum dimasukan ke dalam ruangan penyimpanan, sehingga beban panas dari produk tidak jadi masalah lagi. Tetapi seandainya produk yang disimpan itu bertemperatur di atas temperatur ruangan pendingin, tentu saja produk itu mengeluarkan sejumlah panas yang menjadi bagian dari beban pendinginan total. Bila produk yang dimasukkan di bawah temperatur ruangan pendingin, dengan demikian sudah mengurangi beban pendinginan total. Seperti misalnya es krim, es krim dibekukan pada temperatur antara 00 sampai 10



0



F, tetapi disimpan pada temperatur 10 0 F. pada kasus ini



justru produklah yang menyerap panas dari udara di ruangan penyimpanannya. Selain berbagai beban di atas ada juga beban tambahan seperti misalnya pada saat ada beberapa pegawai/operator yang bekerja untuk selang waktu tertentu, juga adanya perlengkapan lain yang dipakai (lampu, kipas angin, dan lain lain). . Juga terhadap berat produk, panas jenis dan temperatur masuk produk. Jumlah panas dari produk dapat dicari dari persamaan sebelumnya. Q = W x c x ( T2 – T1 ) dimana: Q = jumlah panas (BTU) W = berat produk (lb) c = panas jenis produk diatas temperatur beku (BTU/lb/der.F T2 = temperatur ruang pendingin (der.F) T1 = temperatur produk saat masuk (der.F)



38



Contoh Soal: Seribu dua ratus lb daging sapi tanpa lemak, bertemperatur 55 0F didinginkan pada ruangan pendingin yang bertemperatur 25 0F dalam waktu 24 jam Jawab : Dari tabel diketahui bahwa panas jenis untuk daging segar tanpa lemak di atas titik bekunya adalah 0,75 BTU/0F. Maka jumlah beban panas produk dapat dicari: Q = 1200 x 0,75 x (55-35) = 1200 x 0,75 x 20 = 18.000 BTU/24 jam Perhitungan di atas tidak ada sangkut pautnya dengan waktu 24 jam itu dan hasil yang didapat merupakan beban panas yang mesti dikeluarkan dari ruang pendingin selama 24 jam. Jika waktu yang diinginkan kurang dari 24 jam, maka beban total untuk 24 jam itu mesti di bagi dengan waktu operasi yang diinginkan, maka persamaam di atas jadi berbentuk : (



) (



)



Contoh Anggap saja soal di atas itu dikerjakan dalam waktu 6 jam kerja. Carilah jumlah panas produk yang mesti dibuang tiap jam kerja. Jawab : Q=



(



Q = 72.000 BTU/jam kerja Bandingkan hasil yang didapat pada contoh sebelumnya. Bila produk didinginkan dan disimpan di bawah titik bekunya, beban panas produknya itu di hitung dalam 3 urutan, yaitu : a. Panas yang dikeluarkan produk dari temperatur masuk sampai ke temperatur bekunya.



39



b. Panas yang dikeluarkan produk pada saat dibekukan. c. Panas yang dikeluarkan produk dari temperatur beku sampai ke temperatur ruang pendingin. Untuk bagian 1 dan 3, persamaan dapat digunakan. Bagian 1, T1 adalah temperatur produk pada saat masuk dan T2 adalah temperatur bekunya. Untuk T2 dapat dilihat dari tabel sebelumnya. Untuk bagian 3, T1 adalah temperatur beku produk yang disimpan dan T2 adalah temperatur ruang pendinginnya. Sedangkan untuk bagian dua dapat dicari dari persamaan : Q = W x hif Dimana : W = berat produk ( lb ) Hif = panas laten dari produk (BTU/lb) Jika proses pendinginan dan pembekuan produk



dihitung dalam waktu 24 jam, maka



jumlah ke 3 bagian itu merupakan beban panas produk selama 24 jam. Jika waktu prosesnya diinginkan kurang dari 24 jam, maka jumlah ke 3 bagian di atas mesti di kalikan 24 dan dibagi lagi dengan jumlah jam kerja yang diinginkan. 4) Cara Pendek untuk Menghitung Beban Pendinginan Selama masih memungkinkan beban pendinginan dapat dicari dengan prosedur seperti yang telah diuraikan di atas, tetapi untuk ruang pendingin yang kecil (volumenya di bawah 1600 ft3 ) dan digunakan untuk penyimpanan secara umum, produknya selalu berganti-ganti dari hari ke hari tidak mungkin mencari beban pendingian dengan cara yang betul-betul teliti. Pada kasus ini, ada cara pendek untuk menghitung beban pendinginan dengan menggunakan beberapa faktor yang didapat dari percobaan- percobaan. Kalau cara pendek yang digunakan, maka beban pendinginannya dipisah menjadi 2 bagian : a) Beban dari dinding b) Beban pemakaian (the usage or service load). Beban dari dinding dapat dihitung seperti pada sub bab I (perhitungan beban panas dari dinding), dan beban pemakaian dapat dicari dengan persamaan: Beban pemakaian = volume bagaian dalam x faktor pemakaian. Bahwa faktor-faktor pemakaian yang ditulis akan bergantung dari volume bagian dalam ruangan pendingin serta perbedaan temperatur antara dalam dan luar. Juga digunakan untuk



40



pemakaian yang normal dan berat saja, mengenai klasifikasi normal dan berat telah di bicarakan (perhitungan beban panas dari udara). Bila menggunakan cara perhitungan yang pendek tidak perlu memakai faktor penggunaan. Jumlah beban total dibagi jumlah waktu operasi, maka akan didapat beban panas rata-rata tiap-tiap jam kerja, yang nantinya hasil rata-rata ini digunakan untuk mengadakan pemilihan komponen utama mesin pendingin. c. Komisioning Pemasangan Sistem dan Instalasi Refrigerasi Untuk Keperluan Komersial 1) Proses evakuasi dan pengisian refrijeran a) Proses Evakuasi Bila sistem pemipaan refrigeras selesai dirakit maka mutlak perlu mengevakuasi keseluruhuan sistem pemipaannya dari udara dan uap air serta gas lain yang sempat masuk ke dalam sistem pemipaan refrigerasi. Untuk keperluan itu digunakan alat yang disebut vacuum pump. Vacuum pump digunakan untuk mengevakuasi atau mengeluarkan udara dan uap air yang terjebak di dalam sistem pemipaan. Dampak adanya udara dan uap air di dalam sistem:  Uap air dapat mengakibatkan terjadinya pemblokiran di saluran pipa kapiler atau dryer bila membeku menjadi es.  Udara yang terjebak di saluran bertekanan tinggi pada kondenser dapat menyebabkan kenaikan tekanan kondensing yang membahayakan kompresor.  Uap air dapat bereaksi dengan refrigeran bila mendapat pemanasan. Hasilnya adalah senyawa asam hidrofluorik dan hidroklorik yang mengakibatkan kontaminasi pada sistemnya.  Uap air dapat bereaksi dengan lubricant sehingga megubah karakteristik lubricant karena oksidasi dan acidic.  Uap air menyebabkan terjadinya oksidasi.  Uap air dapat mempertebal lapisan pipa bagian dalam, sehingga menyebabkan efek penyempitan pipa.  Uap air akan menyebabkan hidrolisis bila bereaksi dengan bahan isolasi sistetis. (1) Vacuum Pump Agar pekerjaan mengevakuasi sistem



dapat berhasil dengan baik maka diperlukan



peralatan bantu yang tepat. Peralatan standard yang digunakan untuk mengevakuasi sistem adalah Vacuum Pump. Dalam keadaan darurat sementara personil menggunakan kompresor hermetik sebagai vacuum pump. Tetapi masalahnya kompresor hermetik tidak akan sanggup melakukan evakuasi hingga mencapai tekanan yang sangat rendah seperti yang dipersyaratkan oleh pabrikan peralatan refrigerasi. Bila dipaksakan maka motor kompresor hermetik akan



41



mengalami overheat yang dapat menyebabkan terbakar motor. Saat ini telah tersedia banyak jenis dan tipe vacuum pump yang ada di pasaran yang mudah dibawa dan ringan (portable). (2) Metode Triple – Evacuation Eevakuasi dapat dilakukan melalui sisi suction atau melalui dua sisi yaitu sisi suction dan sisi discharge. Umumnya peralatan refrigerasi berskala rendah hanya dilengkapi dengan proses tube pada sisi tekanan rendah (suction). Tetapi beberapa pabrikan merekomendasikan evakuasi melalui kedua sisi yaitu sisi suction dan sisi discharge sehingga memasang proses tube pada kedua sisinya. Biasanya hanya dengan melakukan dua kali evakuasi hingga mencapai 1 mbar sudah mencukupi kebutuhan pada perakitan peralatan baru atau bahkan pada saat melakukan perbaikan. Tetapi kadangkala pada pelaksanaan perbaikan di lapangan untuk mencapai vacuum hingga 1 mbar susah dicapai. Dianjurkan untuk melakukan evakuasi dengan metode triple-evakuasi. Maksud dan tujuan memberi tekanan ekualisasi dengan memasukkan refrigerant ke dalam sistem dan evakuasi yang berulang-ulang (3X) adalah agar pengeluaran gas dan uap air dari dalam sistem dapat lebih efisien sehingga persentase gas dan uap air yang ada di dalam sistem menjadi sangat minimum.



(3) Prosedur Evakuasi :  Evakuasi dengan menggunakan vacuum pump untuk mencapai stable vacuum tidak kurang dari 10 mbar.  Masukkan refrigrant R12 ke dalam sistem hingga mencapai tekanan atmosfir.  Ulang evakuasi sistem hingga mencapai 1 mbar  Masukkan refrigerant R12 ke dalam sistem hingga mencapai tekanan atmosfir.  Ulang evakuasi sekali lagi.



b) Pengisian Refrigeran (1) Definisi Refrigeran Refrigeran adalah bahan pendingin berupa fluida yang digunakan untuk menyerap kalor melalui perubahan phasa cair ke gas (menguap) dan membuang kalor melalui perubahan phasa gas ke cair (mengembun). Refrigeran yang digunakan pertama kali adalah ether, dipakai oleh Perkins untuk mesin kompresi uap tangan. Kemudian dipakai ethil khlorida (C2H5Cl) yang kemudian pula diganti dengan ammonia pada tahun 1875. Hampir pada waktu yang bersamaan dipakai belerang oksida (SO2) pada tahun 1874, methil khlorida (CH3Cl) pada tahun 1878, dan karbon dioksida



42



(CO2) pada 1881 juga ditemukan pernah dipakai sebagai refrigeran. Semenjak 1910-1930-an, banyak refrigeran seperti N2O2, CH4, C2H6, C2H4, C3H8, dipakai sebagai refrigeran. Hidrokarbon yang tidak mudah terbakar seperti dikloromethana (CH2Cl2), didikholoroethilene (C2H2Cl2) dan monobromoethana (CH3Br) juga digunakan untuk mesin refrigerasi dengan pompa sentrifugal. (2) Pengisian Refrigeran Pengisian refrigeran ke dalam sistem harus dilakukan dengan baik dan jumlah refrigeran yang diisikan sesuai/tepat dengan takaran. Kelebihan refrigeran dalam sistem dapat menyebabkan temperatur evaporasi tinggi akibat dari refrigeran tekanan yang tinggi. Selain itu dapat menyebabkan kompresor rusak akibat kerja kompresor yang terlalu berat, dan adanya kemungkinan liquid suction. Sebaliknya bila jumlah refrigeran yang diisikan sedikit, dengan kata lain kurang dari yang ditentukan, maka sistem akan mengalami kekurangan pendinginan. Ada beberapa cara pengisian, diantaranya yaitu :  Mengisi sistem berdasarkan berat refrigeran.  Mengisi sistem berdasarkan banyaknya bunga es yang terjadi di evaporator.  Mengisi sistem berdasarkan temperatur dan tekanan. Langkah - langkah pengisian Refrigeran adalah sebagai berikut :  Pastikan katup-katup pada manifold gauge tertutup dengan baik, dan sistem dalam keadaan vakum.  Pasangkan selang refrigeran ke manifold. Sebelum dipasang lakukan flushing untuk membuang udara dalam selang.  Buka katup Hi atau Lo, untuk mengisi refrigeran, buka katup refigeran.  Bila jumlah refrigeran yang harus dimasukan telah diketahui, gunakan timbangan atau gunakan Charging Cylinder.  Bila refrigeran yang harus diisikan tidak diketahuin atau akan dikira-kira, isikan refrigeran kira-kira sebagian saja. Baru kemudian kompresor dijalankan, dan refrigeran diisikan sedikit demi sedikit. Perhatikan tekanan kerja evaporator dan arus listrik ke kompresor.  Penting : jangan menjalankan kompresor bila sistem dalam keadaan kosong dari refrigeran. 2) Peralatan service untuk keperluan pekerjaan refrigerasi a) Manifold Gauge Servis manifold lazim disebut juga sebagai gauge manifold atau ada yang menyebutnya sebagai system analyser. Service manifold merupakan peralatan servis memiliki fungsi ganda, yakni sebagai pengukur tekanan operasi dan sebagai pengukur suhu operasi sistem refrigerasi.



43



Manifold gauge yang, terdiri dari meter tekan (discharge) dan meter ganda (suction), dua buah keran yang disatukan dan tiga buah selang isi dengan tiga warna yang berlainan. Selang pengisian pada manifold gauge, dirancang untuk mampu menahan tekanan lebih dari 500 psi (3448 kPa). Selang ini memiliki tekanan rata-rata sampai 200 psi (12790 kPa). Selang tersedia dalam berbagai warna: putih, kuning, merah, dan biru. Karena warna merupakan salah satu ciri dari penggunaan selang tersebut. Biru digunakan untuk tekanan rendah, merah untuk tekanan tinggi, dan putih atau kuning untuk saluran tengah. Standar akhir dari selang pengisian dirancang sebesar 1/4 inci (flare) saluran dari manifold, dan saluran masuk ke kompresor. Selang saluran dapat diganti dengan Nilon, Neoprene, dan karet atau gasket karet yang disisipkan. Bila service manifold sudah terpasang pada tempatnya tidak perlu membuka katub. Tekanan operasi akan langsung terbaca oleh meter begitu tekanan sistem masuk lewat selang ke meter melalui service valve. Service manifold bagian vital dari peralatan servis yang nilainya penting untuk pelayanan operasi dan atau untuk keperluan diagnosa gangguan. b) Pompa Vakum Tekanan atmosfir pada permukaan laut adalah 14.696 psia dan untuk mempermudah pengaplikasiannya nilai ini biasanya dibulatkan menjadi 14,7 psia. Pada permukaan laut tekanan 14 psia adalah merupakan kondisi vakum. Pemvakuman harus dilakukan jika sistem pendinginan mengalami :  Perbaikan atau perawatan sistem pendinginan  Kebocoran refrigrant akibat kerusakan komponen  Kontaminasi yang diakibatkan oleh refrigran Pompa vakum berfungsi untuk membuat vakum (hampa udara) sistem pendingin sebelum diisi dengan refrigeran. Pompa vakum harus dapat mengeluarkan semua gas, udara dan uap air dari dalam sistem. Pompa vakum yang baik harus dapat menarik udara sampai beberapa mikron dari vakum mutlak. Pompa vakum tersedia dalam berbagai ukuran dan kapasitas. Minyak pelumas pada pompa vakum harus sering diperiksa. Apabila di dalam pompa vakum minyaknya bertambah banyak, ini adalah petunjuk bahwa pompa vakum telah banyak menghisap kotoran, asam, air dan minyak pelumas dari sistem yang dibuat vakum. c) Leak Detector Alat ini digunakan untuk mencari atau mendeteksi kebocoran yang terjadi pada sistem pendingin. Alat deteksi kebocoran tersedia dalam beberapa jenis yaitu electronic detector, halide detector, dan air sabun.



44



d) Thermometer Alat ini digunakan untuk mengukur temperatur. Temperatur adalah tingkatan atau derajat panas dari suatu benda yang umumnya diukur dalam satuan derajat Fahrenheit (0 F) atau Celcius (0 C). Jika panas ditambahkan pada suatu benda maka temperatur benda itu akan naik. Begitu pula sebaliknya jika panas dikurangi/dipindahkan dari suatu benda maka temperatur benda itu akan turun atau menjadi rendah. Temperatur rendah itulah yang disebut dingin. e) Multitester Multitester seperti adalah alat yang digunakan untuk mengukur tegangan (V) dan hambatan (Ω) pada aliran arus searah (DC) dan aliran arus bolak-balik (AC). Ketika akan melakukan pengukuran tegangan, sistem kelistrikan harus dialiri arus listrik. Sebaliknya jika akan mengukur nilai hambatan pada sistem kelistrikan, arus listrik yang mengalir harus dimatikan terlebih dahulu. f) Tang Ampere Tang Ampere sering disebut juga clamp tester, hook- on ammeter, clamp-on ampere-voltohmmeter, snap-on volt-ampere-ohmmeter. Alat ini digunakan untuk mengukur kuat arus (ampere), tegangan (volt), dan hambatan (ohm) dari komponen-komponen kelistrikan mesin pendingin. g) Kapasitor Tester Guna memudahkan pemeriksaan start kapasitor, dipergunakan capasitor tester. Alat ini menunjukan



kondisi



start



kapasitor



dengan



tepat,



biasanya



dengan



bunyi.



Cara



mempergunakannya adalah dengan menghubungkan kabel kapasitor tester dengan kedua terminal kapasitor. Bila tombol diletakan akan keluar bunyi. Hubungan bunyi dengan kondisi kapasitor sebagai berikut:  Bunyi dengan nada tinggi kemudian merendah perlahan dan akhirnya tidak bersuara berarti kondisi kapasitor baik.  Nada bersuara tinggi terus menerus berarti kapasitor kontak di dalam.  Tidak bersuara berarti kapasitor putus hubungan di dalam.  Nada suara rendah terus menerus berarti kapasitor bocor. Saat ini ada juga kapasitor tester jenis digital, yang dapat menunjukan langsung nilai kapasitansi dari kapasitor dalam satuan mikro Farad.



45



Gambar 16 Capasitor Tester



Gambar 17 Mesin 3R



h) Mesin 3R (Recovery, Recycle dan Recharging) Mesin Recovery, Recycle,dan Recharging juga disebut sebagai mesin 3R, mempunyai tiga fungsi yaitu mengeluarakan dan menangkap refrigeran (recovery), mendaur ulang refrigeran yang ditangkap (recycle) dengan cara memisahkannya dari pelumas dan menyaring kotoran padat, dan mengisikan kembali refrigeran yang ditampung dalam satu mesin adalah agar tidak ada refrigeran yang terlepas ke atmosfer sebagai akibat adanya pergantian selang setiap proses. Refrigeran yang terdapat dalam selang penghubung dapat terlepas ke atmosfer dan merusak ozon. i)



Cutting Copper Tubing Cutting Copper Tubing adalah proses pemotongan pipa tembaga dengan menggunakan



pemotong pipa (tubing cutter). Pemotong pipa tembaga (tubing cutter) digunakan agar potongan menjadi rata dan pipa tetap bulat serta tidak ada retakan, hal ini penting agar pada saat pipa di flare atau di swage pipa tidak pecah dan hasilnya baik. j)



Flaring Copper Tubing Flaring Copper Tubing adalah proses untuk mengembangkan ujung pipa tembaga dengan



menggunakan flaring tools agar pipa dapat disambung dengan sambungan pipa dari kuningan yang berulir (flare fitting). Sebelum ujung pipa dikembangkan, terlebih dahulu memasukkan flare nut (mur dari kuningan). Selanjutnya baru ujung pipa tersebut di masukkan pada flaring block, dengan ujung pipa dibuat 3 mm di atas flaring block. k) Swaging Copper Tubing Swaging copper tubing adalah proses untuk membesarkan ujung pipa tembaga dengan menggunakan Swaging tool, agar dua buah pipa yang sama diameternya dapat disambung dengan las perak (silver brazing). Panjang sambungan untuk tiap ukuran pipa berbeda, pada umumnya diambil sepanjang diameter dari pipa yang akan disambung.



46



l)



Bending Copper Tubing Bending copper tubing adalah proses untuk membengkokkan pipa tembaga lunak dengan



menggunakan tube bender agar diperoleh hasil bengkokkan yang tepat dan rapi. Pemakaian tube bender juga dapat menghindarkan pipa menjadi gepeng atau rusak pada saat pipa dibengkokkan. Alat pembengkok tipe ini dapat membuat bengkokan pipa dengan radius tertentu sesuai dengan diameter dari rol, dapat membengkok pipa tepat pada tempatnya dan dapat membuat sudut bengkokan dengan akurat dengan hasil bengkokan sangat baik. Dapat membengkokan pipa dari 00-1800. m) Brazing Copper Tubing Brazing copper tubing adalah proses yang diperlukan untuk menyambung pipa atau menutup kebocoran. Pipa yang akan disambung biasanya dipanaskan di atas temperatur material pengisi tetapi masih dibawah titik leleh material pipa (antara 6000 – 8000 C). Pemanasan dilakukan dengan semburan api hasil pembakaran bahan bakar dengan oksigen atau udara. Material pengisi yang umum digunakan adalah silver (perak) dan untuk hasil brazing yang baik biasanya digunakan flux. n) Dental Mirror Dental mirror biasanya digunakan oleh dokter gigi, berguna untuk melihat dan memeriksa bagian-bagian yang terlindung atau sukar dilihat, demikian halnya pada pemeriksaan bagianbagian komponen mesin pendingin. Untuk memeriksa hasil pengelasan atau mencari kebocoran pada tempat yang sukar dilihat. Alat ini ada yang dilengkapi lampu battery sehingga bisa memeriksa bagian yang gelap. o) Katup Servis (Service Valve) Katup servise berfungsi untuk menyambungkan manifold gauge dengan sistem refrigerasi guna dilakukan proses pengukuran, pemfakuman dan pengisian refrigerant. Biasanya terdapat di saluran suction kompresor atau di saluran pipa cair (liquid line), menyatu dengan liqid receiver, katup servise memiliki 3 lubang dan tiga posisi. 3) Pemasangan sistem dan instalasi Refrigerasi komersial a) Perencanaan dan Perhitungan Perencanaan dan perancangan disini meliputi perhitungan panjang pipa dan kabel yang akan digunakan serta perencanaan tata letak dan urutan komponen-komponen yang digunakan. Perencanaan dan perhitungan panjang pipa dan kabel disesuaikan dengan gambar sistem pemipaan dan diagram sistem kelistrikan yang disesuaikan pula dengan luas panel pada trainer yang tersedia. Sebelum menentukan panjang serta jenis pipa yang akan digunakan, terlebih dahulu dilakukan perancangan terhadap tata letak dari semua komponen yang disesuaikan 47



dengan diagram pemipaan yang ada. Dari diagram sistem kelistrikan selanjutnya ditentukan jumlah dan macam kabel serta warna yang digunakan. Selanjutnya dilakukan penginstalasian sesuai dengan tata letak dan urutan sesuai dengan gambar dan rancangan yang telah ditentukan sebelumnya. Dalam penginstalasian ini bagi menjadi dua, yaitu penginstalasian sistem pemipaan dan sistem kelistrikan. b) Pengistalasian Sistem Proses pengistalasian sistem terdiri dari dua bagian, yaitu proses penginstalasian sistem pemipaan (mekanik) dan instalasi sistem kelistrikan. (1) Instalasi Sistem Pemipaan (mekanik) Pengerjaan sistem pemipaan meliputi pembengkokan pipa (bending), swaging dan flaring, pengelasan (welding), serta penginstalasiannya.  Penanganan Pipa (Tubing Handling) Pemrosesan pipa merupakan salah satu dasar yang harus diperhatikan atau bahkan harus dipertanggungjawabkan didalam instalasi dan mekanisme sistem refrigerasi, sebab kalau diabaikan atau ceroboh dalam pemprosesan pipa misalnya, pemotongan, pembengkokan dan pembentukan lainya maka sistem yang dibuat akan mudah bocor atau bahkan gagal. Hal pertama diperhatikan adalah membuka gulungan pipa. Gunakan lantai/permukaan yang rata sebagai alas/tempat membuka gulungan. Sebelum membuka gulungan, perhatikan bahwa kedua ujung pipa usahakan dalam keadaan tertutup. Setelah gulungan pipa diletakkan pada lantai dalam posisi tegak, kemudian salah satu ujung pipa ditahan pakai tangan, dan putarlah gulungan pipa sehingga pipa lurus tertahan di lantai semakin panjang. Jika kira-kira ukuran pipa sudah mencukupi, kemudian pipa dipotong. Seusai pemotongan, kembali kedua pipa ujungujungnya ditutup/disumbat.  Pengerjaan Pipa Step-step atau langkah-langkah di dalam pengerjaan pipa untuk sistem antara lain:  Pemotongan (cutting)  Peluasan (Reaming)  Pembengkokan (Bending)  Flaring dan Swaging  Welding  Fitting untuk Sistem Pemipaan (Fitting for Piping System) Yang dimaksud dengan “Fitting” atau penyambungan disini adalah khusus untuk instalasi pemipaan atau “Piping System” pada saluran-saluran baik itu pada sistem refrigerasi dan tata



48



udara maupun saluran-saluran lainnya. Sistem penyambungan yang umum digunakan pada sistem pemipaan terdiri dari :  “Solder fitting” (sambungan patri)  “Flare fitting” (sambungan flare)  “Pipe fitting” ( sambungan pipa)  “Weld fitting” (sambungan las)  “Compression fitting” (sambungan tekan)  “Plastic fitting” (sambungan plastik) Setelah proses pengerjaan pada pipa selesai, kemudian dilakukan proses penginstalasian pada sistem terhadap sistem mekanik (pemipaan) nya. Semua komponen utama dan pendukung sistem mekanik dipasang sesuai dengan tempat yang telah direncanakan. Proses penginstalasian pertama yang dilakukan adalah meletakkan semua komponen utama sistem, sesuai dengan urutan. Kemudian, komponen-komponen tersebut dihubungkan satu persatu dengan menggunakan pipa yang diameternya telah ditentukan. (2) Instalasi Sistem Kelistrikan Tahap pengerjaan instalasi sistem kelistrikan dan kontrol meliputi :  Penempatan komponen-komponen sistem kelistrikan dan kontrol.  Menyambungkan semua komponen kelistrikan sesuai diagram kelistrikan pada sistem.  Pengetesan sistem kelistrikan. Sistem kelistrikan dirakit dalam satu panel yang terletak pada bagian belakang sistem. Secara keseluruhan, rangkaian kelistrikan pada sistem terbagi dalam dua bagian, yaitu :Rangkaian daya dan Rangkaian kontrol. Rangkaian daya merupakan rangkaian pokok dari suatu sistem kelistrikan. Dalam rangkaian daya ini terdapat satu buah motor kompresor yang dihubungkan dengan kontaktor yang teraliri arus pada rangkaian kontrol. Selain motor kompresor, terdapat beberapa komponen lain seperti termometer digital, pilot lamp untuk sumber arus pada sistem, ampere meter, voltmeter, dan wattmeter pada saluran rangkaian daya yang dilengkapi dengan switch MCB sebagai saklar on/off arus pada sistem. Rangkaian



kontrol



merupakan



bagian



yang



mengontrol



sistem



kelistrikan.



Pengoperasiannya dilakukan secara otomatis dan komponennya terpasang terpisah dengan rangkaian daya. Pada rangkaian kontrol ini terdapat beberapa komponen yang digunakan seperti saklar (toggel dan MCB) kontaktor, delay timer, HLP, fault pilot lamp (sebagai indikasi jika HLP bekerja), solenoid valve dengan pilot lampnya, switch on/off rangkaian kontrol.



49



Setelah rangkaian kelistrikan selesai diinstal, kemudian dilakukan pengetesan terhadap rangkaian daya dan kontrol. Pengetesan rangkaian daya dilakukan dengan menggunakan alat bantu tespen untuk mengetahui masuk/tidaknya arus pada titik-titik sepanjang line sistem kelistrikan (sistem menggunakan arus listrik satu fasa). Bekerjanya rangkaian daya ini ditandai dengan bekerjanya termometer digital dan voltmeter akan segera menunjukkan pergerakan. Pengetesan sistem kontrol dilakukan dengan cara menghidupkan saklar rangkaian kontrol pada sistem.. Jika sistem bekerja dengan baik, semua alat kontrol yang digunakan akan teraliri arus dan bekerja, sehingga kompresor pun akan melakukan proses kompresi terhadap sistem. Sistem rangkaian kontrol ini hanya dapat bekerja jika pada sistem telah teraliri arus listrik (rangkaian daya aktif, dengan cara menaikkan saklar MCB). 4) Pengujian kondisi operasi sistem dan instalasi Refrigerasi komersial Setelah pemasangan instalasi sistem selesai dikerjakan, di mana semua pipa/pemipaan telah tersambung dengan komponen, maka selanjutnya dilakukan pengecekan dan pengujian sistem dan instalasi refrigerasi. Pengecekan dan pengujian ini meliputi: a) Pengujian Kebocoran Gangguan pada salah satu komponen dapat menggagalkan efek refrigerasi. Misalnya adanya kebocoran pada salah satu bagian sistem atau adanya saluran buntu dapat mengagalkan kerja sistem. Bocor pada sistem pemipaan refrigerasi merupakan penyebab gangguan yang dapat menggagalkan kerja sistem dan paling banyak dialami oleh unit refrigerasi. Tanpa menghiraukan bagaimana dan penyebab terjadinya kebocoran pada sistem, yang sudah pasti, adalah bahaya yang timbul disebabkan oleh bocornya unit refrigerasi. yaitu :  Hilangnya sebagian atau bahkan mungkin seluruh isi refrigeran charge.  Memungkinkan udara dan uap air masuk ke dalam sistem pemipaan refrigerasi. Udara dan uap air merupakan gas kontaminan yang sangat serius dan merupakan yang sangat berbahaya Sebab disamping dapat mencemari kemurnian oli refrigeran juga berkontribusi terhadap timbulnya lumpur dan korosi. Uap air yang ada di dalam sistem dapat menjadi beku atau freeze-up pada saat mencapai katub ekspansi. Adanya kebocoran harus dapat dideteksi secara dini. Ada tiga metoda untuk memeriksa kebocoran, yaitu: b) Pressure Test Method Metoda melacak kebocoran menggunakan Pressure Test Method adalah mengisikan gas iner ke dalam sistem refrigerasi hingga mencapai tekanan tertentu dan kemudian melacak lokasi kebocoran dengan alat pendeteksi kebocoran. Gas yang digunakan untuk Pressure Test



50



adalah refrigeran yang sesuai dengan sistemnya tetapi untuk ekonomisnya dapat dilakukan dengan menggunakan gas nitrogen kering atau campuran antara refrigeran dan gas nitrogen kering. Pemeriksaan atau uji kebocoran dengan pressure test harus dilakukan khususnya untuk unit baru yang telah selesai dirakit atau unit lama yang baru selesai diperbaiki atau diganti salah satu komponen utamanya. c) Bubble Test Method Bubble test method adalah pelacakan lokasi kebocoran dengan menggunakan busa sabun. Halide Leak Detector adalah alat pelacak kebocoran dengan menggunakan halide torch. Biasanya halide torch ini menggunakan gas buatan yang berwarna biru. Bila ia mencium adanya gas bocor maka warnanya berubah menjadi kehijau-hijauan. Electronic leak detector adalah pelacak kebocoran secara elektronik. Bila ia mendeteksi adanya kebocoran gas maka ada indikator yang akan menunjukkan dapat berupa suara atau secara visual. d) Vaccum Test Method Kalau pada pressure test, uji kebocoran dilakukan dengan memberi tekanan positif ke dalam sistem maka pada vacuum test sistemnya dibuat menjadi bertekanan negatif ( vakum ). Untuk membuat vakum, digunakan alat khusus yang disebut pompa vakum atau vacuum pump. Pompa vakum ini akan menghisap gas yang ada didalam sistem sampai mencapai tingkat kevakuman tinggi. Kemudian sistemnya dibiarkan dalam keadaan tersebut selama lebih kurang 12 jam. Adanya kebocoran dalam salah satu lokasi akan menyebabkan tingkat kevakumannya turun.Bila menjumpai keadaan seperti itu maka sistemnya harus diperiksa dengan metoda pressure test lagi untuk memastikan lokasi bocornya. Selanjutnya setelah bebas dari gangguan bocor, pekerjaan dapat dilanjutkan ke tahap berikutnya yaitu dehidrasi dan charging refrigerant.



e) Pengujian Tekanan (Pressure Test Method) Petunjuk pengujian Tekanan sebagai berikut:  Siapkan alat & bahan yang diperlukan  Periksa service manifold, kalibrasi posisi jarum pada angka nol.  Periksa pula peralatan lainnya.  Ikuti prosedur yang berlaku dan bekerja dengan hati-hati.  Jangan sampai tertukar dengan tabung oksigen. Akibatnya sangat berbahaya.  Gambar Kerja



51



f) Pemeriksaan Tekanan Kondesing Bila gas refrigeran didinginkan maka akan terjadi perubahan wujud atau kondensasi ke bentuk liquid. Tetapi yang perlu mendapat perhatian kita adalah titik suhu embun atau kondensasi gas refrigeran tersebut juga ditentukan oleh tekanan gasnya. Pada sistem kompresi gas, maka gas refrigeran dari sisi hisap dikompresi hingga mencapai tekanan discharge pada titik tertentu dengan tujuan bahwa gas panas lanjut (superheat) tersebut dapat mencapai titik embunnya dengan pengaruh suhu ambien di sekitarnya. Misalnya almari es. Untuk sistem yang berskala besar maka untuk mendinginkan gas superheat ini digunakan air atau campuran air dan udara paksa. Gas refrigeran yang keluar dari sisi tekan kompresor disalurkan ke kondenser. Gas tersebut mempunyai suhu dan tekanan tinggi dalam kondisi superheat. Selanjutnya saat berada di kondenser gas panas lanjut tersebut mengalami penurunan suhu akibat adanya perbedaan suhu antara gas dan medium lain yang ada disekitarnya, yang dapat berupa udara atau air. Penurunan suhu gas refrigeran tersebut diatur sampai mencapai titik embunnya. Akibatnya refrigerannya akan merubah bentuk dari gas menjadi liquid yang masih bertekanan tinggi.Dari pengalaman, agar diperoleh performa yang optimal dari mesin refrigerasi kompresi gas maka suhu kondensasinya diatur agar mempunyai harga 6 sampai 17 derajad celsius di atas suhu ambien, tergantung dari suhu evaporasinya. Prosedur pemeriksaan tekanan kondensing:  Jalankan unit refrigerasi  Setelah 20 menit, amati data pengukuran dan isi data sesuai nilai yang diperoleh.  Lakukan analisa data sesuai prosedur  Buat kesimpulan akhir tentang kondisi tekanan kondensing. Hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut:  Bila suhu kondesing hasil pengukuran sama dengan hasil analisis teoritis berarti sistemnya normal.  Bila suhu kondesing hasil pengukuran lebih kecil daripada hasil analisis teoritis berarti sistemnya mengalami over condensing.  Bila suhu kondesing hasil pengukuran lebih besar daripada hasil analisis teoritis berarti sistemnya mengalami under condensing



g) Pengujian Kompresor Gangguan yang sering timbul pada bagian mekanik kompresor dapat terjadi pada katub kompresor atau bagian lainnya yang berakibat penurunan kapasitas kompresor atau bahkan



52



gagal bekerja (no capacity). Pada tingkatan yang paling buruk maka kompresor gagal mengkompresi gas dan tidak terjadi sirkulasi refrigeran. Evaporator menjadi panas dan kondensernya dingin demikian juga komsumsi listriknya turun. Pada tingkatan yang agak ringan kompresor dapat mensirkulasi refrigeran tetapi tidak dapat mencapai tekanan kondensing yang diharapkan. Untuk mengidentifikasi gangguan yang terjadi pada kompresor perlu dilakukan serangkaian pengujian. Gangguan pada bagian elektrikalnya juga dapat berpengaruh pada performa kompresor. Misalnya pada motor penggeraknya, pada sistem startingnya atau pada sistem proteksinya. Pengujian kompresor secara mekanik dipusatkan pada efisiensi kompresi karena melemahnya katub, kebocoran, stuck kompresor dan pencemaran oli atau kekurangan oli kompresor. 5) Menentukan setting superheat sistem Refrigerasi Pada siklus refrigerasi aktual terjadi deviasi dari siklus refrigerasi yang sedarhana. Alasan untuk hal ini karena pada siklus refrigerasi sederhana dibuat beberapa asumsi yang sebenarnya tidak terdapat pada siklus refrigerasi aktual. Sebagai contoh, pada siklus refrigerasi sederhana penurunan tekanan (pressure drops) akibat aliran refrigeran yang mengalir pada pipa saluran, evaporator, kondensor dan sebagainya diabaikan. Lebih lanjut pengaruh dari subcooling dan superheating tidak dipertimbangkan. Kerja kompresi oleh kompresor diasumsikan sebagai proses isentropik. Pada siklus refrigerasi sederhana, diasumsikan refrigeran uap yang mengalir ke kompresor berada dalam wujud uap jenuh pada tekanan dan temperatur penguapan.., Pada Ph diagram, proses C – C’ menunjukkan superheating refrigeran uap dari 200 F menjadi 700 F pada tekanan penguapan dan perbedaan entalpi pada titik ini adalah jumlah panas yang diperlukan mencapai superheat untuk setiap pon refrigeran. Berdasarkan hasil perbandingan dari kedua siklus tersebut, ada beberapa hal yang menarik untuk diamati, yaitu:  Panas kompresi untuk siklus superheated lebih besar dari



siklus saturasi. .Siklus



superheated panas kompresinya adalah hD’ – hC’ = 99,2 – 88,6 = 10,6 Btu/lb. Sedangkan untuk siklus saturasi panas kompresinya adalah hD – hC = 90,6 – 80,49 = 10,11 Btu/lb.  Untuk temperatur dan tekanan kondensing yang sama, temperatur uap refrigeran yang keluar dari kompresor untuk siklus superheated lebih tinggi dari pada untuk siklus saturasi. Pada kasus ini temperaturnya adalah 164 F untuk siklus superheated dan 112 F untuk siklus saturasi.  Untuk suiklus superheated, jumlah panas yang harus dilepaskan oleh kondensor lebih besar dari pada untuk siklus saturasi. Hal ini terjadi karena adanya tambahan panas yang diserap oleh uap refrigeran sebelum ia mengalami superheated dan juga karena adanya kenaikan



53



pada panas kompresi. Untuk siklus superheated, panas yang harus dilepaskan kondensor adalah hD’ – hA = 99,2 – 31,16 = 68,04 Btu/lb dan untuk siklus saturasi panas yang harus dilepaskan oleh kondensor adalah hD – hA = 90,6 – 31,16 = 59,44 Btu/lb. Sebagai catatan juga bahwa tambahan panas yang harus dilepaskan kondensor pada siklus superheated adalah semuanya panas laten. Jumlah panas laten yang harus dikeluarkan kondensor adalah sama untuk kedua siklus ini. Ini berarti bahwa pada siklus superheated, sejumlah panas sensibel yang harus dilepaskan kondensor ke media pendinginnya adalah sebelum proses kondensasi dimulai. 6) Memelihara Sistem dan instalasi refrigerasi untuk keperluan komersial a) Prosedur pemeliharaan sistem dan Instalasi Refrigerasi untuk keperluan komersial Perkembangan Industri Perawatan Berkala dalam 30 tahun terakhir ini semakin komplek, yang dikarenakan desain dan standar performa suatu industri. Untuk mengatasi masalah tersebut diperlukan teknik dan manajemen perawatan yang lebih baik. Peranan dan tanggung jawab fungsi perawatan mempunyai pendekatan baru seperti :  Tumbuhnya kesadaran bahwa kerusakan peralatan akan mempengaruhi keselamatan dan kerusakan lingkungan.  Tumbuhnya kesadaran bahwa prestasi perawatan akan sangat berpengaruh terhadap kualitas produk.  Semakin tinggi tuntutan untuk meningkatkan ketersediaan serta meminimalkan biaya perawatan. Sebelumnya praktisi perawatan melakukan pendekatan secara terpisah-pisah, hali ini dilakukan untuk menghindari kegagalan, tetapi pada saat ini banyak praktisi perawatan yang sudah melakukan perencanaan strategis, perkembangan teknologi yang tinggi dalam otomasi dan mekanisasi memberikan kebutuhan terhadap Perawatan yang berkualitas baik. b) Metode Pemeliharaan dan Perawatan Yang Baik Tabel 1. Laporan Frekuensi perawatan 1.



2. 3.



Maintenance item Frequency Check fan and motor bearings and lubricate, if necessary. Check W tightness and adjustment of thrust collars on sleeve bearing units and locking collars on ball bearing unit Check belt tension M Clean strainer. If air is extremely dirty, strainer may need W frequent cleaning.



54



4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.



Check, clean and flush sump, as required Check operating water level in sump, and adjust makeup valve, if Required Check water distribution, and clean as necessary Check bleed water line to ensure it is operative and adequate as recommended by manufacturer. Check fans and air inlet screens and remove any dirt ar debris Inspect unit carefully for general preservation and cleanliness, and make any needed repairs immediately Check operation of controls such as modulating capacity control Dampers Check operation of freeze controls operation such as pan heaters and their controls. Check the water treatment system for proper operation Inspect entire evaporative condenser for spot corrosion. Treat and refinish any corroded spot. D : Perawatan dilakukan setiap hari



M W W W D R M Y W Y



W : Perawatan dilakukan dalam jangka 1 minggu M : Perawatan dilakukan dalam jangka 1 bulan Y : Perawatan dilakukan dalam jangka 1 tahun



Perawatan terencana yang umum dilakukan pada sistem refrigerasi dan tata udara: (1) Harian 



Periksa semua peralatan bebas dari noise dan getaran.







Periksa temperatur pada jam 8.00., 12.00 dan 17.00 (tergantung hari kerja /minimal 3 kali).







Periksa tekanan suction, discharge dan tekanan oli.



(2) Mingguan 



Periksa sight glass







Periksa arus pada semua motor utama.







Periksa Air cooled condenser bebas dari kotoran







Periksa /bersihkan /ganti filter udara seperlunya.







Periksa kondisi grilles.







Periksa drain



(3) Bulanan 



Periksa semua kondisi sabuk (tension dan kelurusannya)







Periksa level oli



55



(4) Tiga bulanan 



Periksa water cooled condenser







Periksa sirip-sirip heat exchanger







Lumasi bearing motor /kipas seperlunya.







Periksa kebocoran sistem dengan menggunakan elektronik leak detektor atau dengan alat lainnya.







Bersihkan basin drain







Periksa humidifier (jika terpasang) bebas dari lumut







Jika diperlukan bersihkan sensor dari thermostat diatas 5 sampai 6 bulanan







Aktifkan sensing elemen dari humidistat tipe rambut kerjakan menurut instruction manualnya (apabila terpasang).



(5) Tahunan 



Periksa semua bearing pada motor /kipas /shaft (kalau perlu diganti)







Bersihkan cooling tower, kondenser, kalau perlu di cat ulang. Ganti water treatment chemical (apabilamenggunakannya).







Periksa semua operating dan safety control terutama settingnya.



7) Jenis-jenis gangguan unit Refrigerasi komersial Gangguan mekanik merupakan gangguan yang biasa terjadi pada bagian mekanik dan instalasi dari sistem refrigerasi. Sedangkan gangguan kelistrikan merupakan gangguan biasa terjadi pada bagian daya/ sumber listrik dan bagian kontrol dari sistem refrigerasi. Permasalahan utama dan gangguan yang timbul dalam sistem refrigerasi komersial adalah: a) Uap Air Permasalahan yang dapat ditimbulkan oleh uap air antara lain:  Uap air dapat mengalami pembekuan pada celah kecil di katup yang memungkinkan akan menutup aliran refrigeran.  Uap air juga dapat menimbulkan korosi. Refrigeran (chlorine) yang terhidrolasi dengan air sehingga membentuk asam hidrochoric dan akan menimbulkan korosi dari korosi ini akan membentuk lumpur (sludge) yang akan menyumbat katup ekspansi, pipa kapiler, saringan.  Uap air berubah menjadi asam lalu beremulsi dengan pelumas dan akan menimbulkan efek oil slugging.



56



b) Gas Iner Gas selain refrigeran tidak dapat berkondensasi di kondenser, sehingga dapat menaikkan tekanan discharge diatas normal. Gas iner yang dimaksud antara lain: Nitrogen, Oksigen, Karbondiaksida, Karbonmonoksida, Methana, Hidrogen. Gas masuk ke dalam sistem karena :  Kurang sempurnanya proses vakum  Adanya kebocoran  Manifold gauge set tidak di “purge” dulu saat proses pengisian c) Kontaminasi Kontaminasi atau kotoran dalam sistem terjadi karena :  Adanya serpihan logam pada saat proses flaring, swaging, cutting ataupun reaming.  Kerak akibat proses pengelasan.  Debu yang masuk pada saat instalasi – Karat. d) Kebocoran sistem Kebocoran sistem dapat diakibatkan oleh :  Proses penyambungan pipa (nut, las) kurang baik  Adanya getaran / vibrasi yang berlebihan  Proses pemuaian / penyusutan  Kerusakan karena pemakaian e) Sistem Kelistrikan/Kontrol Kerusakan pada sistem elektrik dapat terjadi karena:  kumparan motor terbakar,  relay starting rusak,  thermostat rusak,  internal protector rusak  kerusakan pada tranformatornya.



57



4. Sistem Tata Udara Komersial a. Beban pendinginan sistem tata udara komersial Langkah-langkah perhitungan dapat dijelaskan dengan gambar sebagai berikut : 2.6.2.4 Radiasi matahari pada dinding dan atap dan pemanasan oleh udara luar



2.6.4.2 Sumber kalor di dalam ruangan 2.6.5 Sumber penguapan di dalam ruangan 2.6.4.1 Transmisi kalor melalui lantai,langit-langit dan kompartemen



2.6.2.1 Radiasi matahari Saluran udara 2.6.6.2 Daya motor kipas udara



2.6.2.2 Kalor melalui jendela Infiltrasi 2.6.2.3 Kalor sensibel 2.6.3 Kalor laten



2.6.6.1 Kalor sensibel 2.6.7.1 Kalor laten 2.6.2.5 Kalor tersimpan dlm gedung sebelum pendinginan dimulai Beban ruangan



Beban mesin



Gambar 18. Komponen beban pendinginan tata udara 1) Kondisi Dasar a) Luas lantai b) Volume ruangan c) Nama bulan perancangan d) Kondisi Udara  Kondisi udara dalam ruang  Kondisi udara luar ruang  Temperatur udara sesaat



Temperatur udara pada suatu saat tertentu dapat diperkirakan dengan formula :



to  to, rancangan



t t  cos15(   ) 2 2



dimana : to



= temperatur udara luar sesaat, (oC)



to rancangan



= temperatur udara luar untuk perancangan, (oC)



Δt



= perubahan temperatur harian, (oC)



15



= perubahan waktu sudut (



58



360 0 ) 24 jam



τ



= waktu penyinaran matahari



γ



= saat terjadinya temperatur maksimum ( + 2 )



Untuk τ (waktu penyinaran matahari ), pukul 12.00 siang adalah 0, pagi hari (A.M) adalah negatif (-) dan siang hari (P.M) adalah positif, besarnya dinyatakan sampai satu angka desimal, misalnya pukul setengah sepuluh pagi dinyatakan dengan -2.5. 2) Radiasi panas matahari Radiasi matahari dapat dibagi dalam golongan radiasi langsung dan radiasi tidak langsung. Permeabilitas atmosfer adalah komplimen dari faktor reduksi yang memperhitungkan adanya panas radiasi matahari yang diserap oleh lapisan udara atmosfir diatas permukaan bumi, hal ini dapat digambarkan seperti dibawah ini.



Gambar 19. Radiasi matahari Jumlah kedua jenis radiasi tersebut dinamakan “radiasi matahari total”. Sesuai dengan kedudukan permukaan bidang terhadap arah datangnya radiasi, maka radiasi matahari langsung adalah :



Jn



= 1164 P cosec h (kcal/ m2jam)



Jh = 1164 P cosec h sin h (kcal/ m2jam) Jv



= 1164 P cosec h cos h (kcal/ m2jam)



Jβ



= 1164 P cosec h cos h cos β (kcal/ m2jam)



Dimana : Jn



= radiasi matahari langsung pada bidang tegak lurus arah datangnya radiasi



Jh



= radiasi matahari langsung pada bidang horizontal



Jv



= radiasi matahari langsung pada bidang vertikal



59



Jβ



=



radiasi matahari langsung pada bidang vertikal, tetapi pada posisi membuat sudut samping β dari arah datangnya radiasi



1164



=



konstata panas matahari (kcal/ m2jam)



P



=



permeabilitas atmosfirik ( 0,6 - 0,75 pada hari yang cerah )



h



=



ketinggian matahari (dinyatakan dalam derajat dengan sistem desimal)



 Beban kalor sensibel daerah parimeter (tepi)  Tambahan kalor oleh transmisi radiasi matahari melalui jendela. Dapat dirumuskan: Luas jendela (m2) x jml radiasi matahari (kcal/ m2jam) x faktor transmisi jendela x faktor bayangan  Beban transmisi kalor melalui jendela. Dapat dirumuskan: :Luas jendela (m2) x koefisien transmisi kalor melalui jendela, K (kcal/ m2jam oC) x Δt ruangan (oC)  Infiltrasi beban kalor sensibel. Dapat dirumuskan: {(Volume ruangan (m3) x jumlah penggantian ventilasi alamiah, Nn) + jml udara luar} x



0,24 x Δt ruangan(oC) volumeSpesifik  Beban transmisi kalor melalui dinding dan atap. Dapat dirumuskan: Q = A x K x ETD Dimana : A



= Luas dinding / atap (m2 )



K



= Koefisien transmisi kalor dari dinding/ atap (kcal/ m2 jamoC)



ETD



= Equivalent Temperature Difference (oC)



 Beban kalor tersimpan dari ruangan Perhitungan beban ini untuk keadaan dimana penyegar udara dimulai 2 atau 3 jam sebelum waktu beban kalor maksimum.  Beban kalor laten dareah parimeter (tepi)  Beban kalor sensibel dareah interior  Beban peralatan  Beban kalor laten daerah interior  Beban kalor sensibel ruangan total  Kenaikan beban oleh kebocoran saluran udara  Beban kalor laten mesin



60



 Beban kalor laten ruangan total  Kenaikan beban oleh kebocoran saluran udara b. Komponen utama sistem dan instalasi tata udara komersial 1) Kompresor Kompresor berfungsi untuk memberikan kompresi atau tekanan pada refrigerant yang berasal dari section line sehingga temperatur dan tekanannya naik dan selanjutnya dialirkan ke discharge line. 2) Kondenser Kondenser berfungsi sebagai media pemindah kalor dari refrigerant ke lingkungan untuk mencairkan uap refrigerant yang bertekanan dan bertemperatur tinggi dari kompresor. Disini kalor dilepaskan ke lingkungan. 3) Evaporator Evaporator berfungsi sebagai alat penyerap kalor dari lingkungan ke refrigerant sehingga refrigerant akan mengalami perubahan fasa dari cair menjadi uap. Dalam proses pendinginan, pada umumnya temperatur permukaan bidang evaporator lebih rendah daripada titik embun dari udara masuk. Apabila udara ruangan menyentuh permukaan koil pendingin, uap air dalam udara akan mengembun sehingga koil menjadi basah. Pada umumnya temperatur bola kering (Tdb) udara keluar evaporator adalah 15OC – 17OC dan temperatur bola basah (Twb) 13OC – 15OC untuk evaporator penguapan 2OC – 7OC, kecepatan udara sekitar 2 m/s sebagai kondisi standar dan menggunakan koil dengan 3 atau 4 baris. 4) Katup Ekspansi Katup Ekspansi berfungsi untuk mengekspansikan secara adiabatik cairan refrigerant yang bertekanan dan bertemperatur tinggi sampai tingkat keadaan tekanan dan temperatur rendah. Dari banyak jenis katup ekspansi tersebut yang paling banyak digunakan untuk sistem pendingin komersial adalah pipa kapiler karena beban yang didinginkan relatif konstan dan mempunyai harga yang relatif murah. 5) Refrigeran Refrigeran merupakan suatu media pendingin yang dapat berfungsi untuk menyerap kalor dari lingkungan atau untuk melepaskan kalor ke lingkungan. Sifat-sifat fisik termodinamika



61



refrigeran yang digunakan dalam sistem refrigerasi perlu diperhaatikan agar sistem dapat bekerja dengan aman dan ekonomis. c. Komisioning pemasangan sistem dan instalasi dan tata udara untuk keperluan proses produksi komersial 1) Distribusi udara pada sistem tata udara komersial Udara catu dari unit udara harus didistribusikan ke seluruh ruangan secara merata, sehingga tidak ada satu daerah didalam ruangan lebih dingin dan di daerah lain lebih panas. Pada umumnya untuk ruangan yang besar, dari cerobong udara udara catu dimasukkan kedalam ruangan melalui lubang-lubang keluaran (outlet atau diffuser) yang diletakkan di atas bidang hunian atau di tempat lain yang sesuai) Jumlah letak dan jenis diffuser ini harus ditentukan dengan beberapa pertimbangan, antara lain : (1) dapat memberikan distribusi udara yang merata (2) tidak menimbulkan noise (bising) yang berlebihan (3) sesuai dengan interior ruangan). a) Konstruksi Ducting Fungsi dari sistem cerobong, seperti yang telah disebut sebelumnya adalah untuk menyalurkan udara terkondisi dari unit pengolah udara ke ruangan-ruangan yang membutuhkan pengkondisian dan mengembalikan udara dari ruangan-ruangan ke unit pengolah udara untuk diproses kembali. Bentuk dari cerobong (duct) dapat berupa lingkaran, segi empat, atau oval tergantung pada kebutuhan dan fungsinya. Tetapi yang paling populer digunakan adalah cerobong segi empat . Dari segi konstruksinya ada dua tipe uct yaitu tipe rigit (kaku) dan flexible sedangkan bahan ducting dapat berupa baja lapis seng (BJLS) atau alumunium. Namun demikian bahan fiberglass, PVC polypropylene atau bahan plastik yang lain akhir-akhir ini banyak digunakan.  Klasifikasi Duct. Cerobong udara catu (supplu duct) dan cerobing udara balik (return duct) diklasifikasikan dengan meninjau aspek kecepatan dan tekanan udara didalam duct.  Aspek Ratio. Cerobong berbentuk segiempat yang paling banyak digunakan didalam system cerobong udara. Cerobong udara segiempat, perlu diperhatikan perbandingan (ratio) antara sisi panjang dan sisi pendek dari segiempat. Aspek ratio ini mempengaruhi besarnya kalor yang masuk kedalam duct, biaya pembuatan, biaya instalasi dan biaya operasional.



b) Jenis Sistem Cerobong Udara Sistem Cerobong Udara yang menyalurkan udara catu dari unit tata udara ke ruangan secara garis besarnya dibagi menjadi tiga golongan, yaitu :



62



 Sistem Cerobong terpadu. Sistem cerobong ini menghubungkan unit tata udara dan outletoutlet. Sistem ini sangat popular dan luas pemakaiannya. Jika dibandingkan dengan lain sistem ini mudaH dibuat, sederhana pemasangannya dan tidak banyak memakan tempat.  Sistem Cerobong Tunggal. Pada sistem ini, setiap outlet dihubungkan dengan unit tata udara oleh cerobong, sistem cerobong tunggal banyak diterapkan pada sistem tata udara jenis multi zone, atau apabila hendak dipakai jenis tata udata package yang dipasang ditengahtengah ruangan. Dalam sistem ini, pemasukan udara catu melalui setiap outlet dapat diatasi dengan mudah. Namun dengan demikian biaya instalasinya mahal dan memakan tempat untuk cerobong yang lebih besar.  Sistem Cerobong Melingkar. Sistem cerobong melingkar menggunakan sebuah saluan yang menghubungkan dua saluran utama. Saluran yang melingkar diharapkan mampu mengkompensasikan ketidakseimbangan aliran udara melalui lubang isap yang terdekat pada ujung cerobong atau apabila jumlah udara catu yang tersedia terlampau kecil. Sitem ini banyak dipakai di industri, kereta api, rumah tinggal dan sebagainya. c) Pembuatan Duct Ketebalan bahan duct yang digunakan tergantung pada jenis sistem duct dan ukuran terpanjang dari kedua sisinya. Sebagai contoh bila menggunakan baja lapisan seng (BJLS) untuk kecepatan kurang dari 12 m/s. Cerobong udara catu dan balik diberi lapisan isolasi thermal untuk memperkecil kebocoran kalor dan luar kedalam cerobong. Disamping fungsi tersebut, isolasi juga berfungsi untuk meredam bising yang ditimbulkan oleh adanya gerakan udara dan peralatan lain didalam sistem cerobong udara. Pelapisan isolasi dapat dilakukan pada bagian luar (isolasi luar) atau pada bagian dalam (isolasi dalam) cerobong atau kombinasi keduanya. Untuk isolasi luar, setelah cerobong dibungkus dengan isolasi



diberi lapisan vapour barrier untuk mencegah masuknya udara



kedalam isolasi. Banyak jenis isolasi yang digunakan untuk membungkus cerobong, antara lain yang digunakan adalah jenis fiberglass (glasswool), polyurethane foam atau styrofoam. Sedangkan bahan vapour barrier umumnya dapat dipergunakan alumunium foil. 2) Pengujian kondisi operasi sistem dan instalasi tata udara komersial a) Kualitas udara dalam Ruangan  Parameter kualitas udara dalam ruangan dan tingkat kontrol yang ditentukan dalam khusus Spesifikasi. 12 parameter yang ditentukan, yaitu 3 fisik parameter (suhu misalnya, kelembaban relatif, dan pergerakan udara), 8 parameter kimia (misalnya karbon dioksida



63



(CO2), karbon monoksida (CO), nitrogen dioksida (NO2), ozon (O3), formaldehida (HCHO), total senyawa organik volatil (TVOC), terhirup ditangguhkan partikulat (RSP), dan radon (Rn), dan 1 parameter biologi (misalnya bakteri di udara). Semua parameter kualitas udara dalam ruangan harus diukur dan dikalibrasi oleh monitor real-time dengan data, kecuali; (a) menghitung koloni bakteri di udara; dan (b) HCHO dan O3 dapat menggunakan metode pengambilan sampel pasif.  Kualitas udara dalam ruangan diperiksa oleh pemeriksa yang berkualitas.  Melaksanakan inspeksi secara terus menerus untuk mengidentifikasi setiap kesalahan yang tidak disengaja. Menentukan posisi pengambilan sampel yang tepat selama inspeksi dan menandai posisi pada rencana tata letak bangunan.  Semua sampel udara harus dikumpulkan pada 1,0-1,2 m di atas permukaan lantai.  Gunakan real-time monitor untuk sampel tingkat parameter kualitas udara dalam ruanganminimum 25% dari posisi sampling, setiap posisi selama 5 menit.Memeriksa apakah mereka dapat memenuhi tingkat kontrol yang ditentukan.  10% dari sampel yang terintegrasi harus dilakukan untuk pengendalian kualitas, termasuk sampel tambahan, dan lapangan kosong.  Laporkan Hasil pengujiannya b) Efisiensi Sistem Sistem dan instalasi tata udara komersial yang telah dipasang haruslah memuaskan sesuai dengan persyaratan pada efisiensi energi dan konservasi energi sebagaimana diatur dalam prosedur. Spesifikasi dan kode praktek untuk efisiensi energi instalasi pendingin dan instalasi listrik sesuai peraturan. Untuk memverifikasi bahwa kinerja efisiensi energi berikut peralatan dan sistem, tidak terbatas pada dokumen teknis dan perhitungan yang diajukan oleh kontraktor, melainkan sesuai dengan perencanaan semula. Pengujian untuk mengevaluasi kinerja efisiensi energi peralatan diklasifikasikan ke dalam uji pabrik dan uji lapangan. c) Sistem Kontrol Sistem kontrol yang ditetapkan, berhubungan dengan tekanan, suhu, penginderaan, katup motor, peredam, dll. Semua wirings dalam panel kontrol harus diperiksa untuk menghindari koneksi yang longgar dan memastikan semua pemasangan istalasi benar sesuai dengan wiring diagram. Selain itu, juga untuk meyakinkan bahwa pemeriksaan fungsional untuk saling terkait dan sequencing telah dilakukan sesuai dengan persyaratan dan spesifikasi. Penting bahwa prosedur yang dijelaskan tempat lain berkaitan dengan regulasi udara, air, sistem pendingin dan peralatan yang terhubung/sistem lain telah dilakukan sebelum komisioning sistem kontrol.



64



3) Memelihara Sistem dan instalasi tata udara untuk keperluan komersial a) Prosedur pemeliharaan sistem dan Instalasi tata udara untuk keperluan komersial  Menentukan Strategi Pemeliharaan  Filter Udara. Menentukan apa model atau kombinasi terbaik filter udara sesuai dengan aplikasinya, tergantung sejumlah besar faktor termasuk jam operasi, lalu lintas bangunan, ukuran rak filter, produk yang dijual, dan lokasi geografis. Filter udara akan menyumbat dalam waktu berkisar dari 30 hari sampai 150 hari, berlaku untuk semua filter. Sementara filter lipit mungkin berisi tiga kali jumlah media yang terkandung dalam filter datar, mereka biasanya tiga kali seefisien filter datar; sehingga kedua jenis cenderung memuat pada tingkat yang sama. Biaya filter lipit lebih mahal 50% dan 100% dari biaya filter datar.  Filter udara diganti setiap tiga bulan,. Jika masalah yang disebabkan oleh filter tersumbat, maka perlu meningkatkan frekuensi penggantian filter di bangunan-bangunan tersebut. sistem. Sistem Variabel Volume Air (VAV) dilengkapi pada modul tata aliran udara.  Belt (Sabuk) Pengemudi. Sabuk adalah penghubung antara motor blower dan roda blower dalam sistem pendingin udara. Sabuk ini biasanya terbuat dari neoprene. Usia rata-rata dari sabuk penggemudi adalah lebih dari satu tahun dan pemeliharanan preventif, sabuk digantikan setiap tahun.  Penggantian Unit Setiap sistem mekanik memiliki umur tertentu, hal ini ditentukan oleh faktor seperti lokasi geografis, jumlah jam operasi, dan kualitas pemeliharaan. Tim pemeliharaan mencari solusi yang paling efektif, dalam sistem dan instalasi tata udara komersial, mengembangkan strategi pengganti proaktif dan menganalisis serta mengevaluasi perbaikan dibandingkan pilihan mengganti. Langkah pertama dalam perencanaan strategi pengganti adalah merencanakan menganalisis dan membandingkan usia untuk semua aset sistem dan instalasi tata udara komersial. Ini harus dipecah menurut jenis peralatan, karena jenis peralatan akan memiliki harapan hidup yang berbeda. Gunakan sebagai panduan bersama dengan laporan kondisi ketika mengevaluasi penggantian sistem. Strategi terbaik kadang-kadang masih akan menjadi tebakan, tapi juga akan ada situasi-situasi yang jauh lebih menguntungkan. Untuk menghindari kesalahannya adalah dengan mengasumsikan bahwa unit yang diperlukan perbaikan besar tahun lalu harus diganti, karena akan memerlukan perbaikan besar tahun depan. Hal ini mungkin tidak menjadi kasus, tergantung pada kondisi komponen yang tidak diganti baru-baru ini. Katakanlah mengganti kompresor setahun yang lalu di suatu unit berusia 15 tahun, tapi



65



eksposur terhadap perbaikan besar di masa depan adalah tipis untuk beberapa tahun mendatang. Dibutuhkan benar-benar mengevaluasi perbaikan dibandingkan opsi mengganti untuk setiap kali perbaikan besar pada peralatan yang usianya melebihi 8 tahun. b) Jenis-jenis gangguan unit tata udara komersial  Kontaminasi Uap Air Permasalahan yang dihadapi oleh kompresor torak adalah masalah efisiensi kompresi dan masalah kontaminasi. Uap air atau moisture merupakan musuh utama sistem refrigerasi. Masuknya uap air ke dalam sistem dapat disebabkan oleh pekerjaan perakitan atau repair yang tidak bagus. Uap air yang masuk ke dalam sistem akan bercampur dengan refrigerant dan lubricant. Selanjutnya bila ketiga bahan tersebut bercampur dan medapat pemanasan maka akan menghasilkan senyawa acid yang sangat korosif. Bila terjadi demikian maka yang fungsi oli refrigeran yang ada di dalam crankcase kompresor akan terganngu, disamping itu akumulasi acid yang berlebiahn pada kompresor akan berdampak timblnya kerak acid yang menempel pada katub kompresor sehingga dapat mengakibatkan turunnya efisiensi kompresi. Bila terjadi demikian maka efek pendingian juga akan berkurang atau tidak optimal. Untuk mengatasi hal tersebut, maka perlu dilakukan serangkaian pengujian untuk mengetahui efisiensi kompresi dan kebocoran katub dan setiap 5 tahun oli kompresor harus diganti, pada saat melakukan pekerjaan overhaul.  Acidic (keasaman) Lubrikan Seperti telah diuraikan di depan bahwa lubricant pada sistem refrigerasi mempunyai peran yang sangat menentukan terhadap operasi sistem refrigerasi. Lubricant yang sudah tercemar harus diganti dengan yang baru. Pencemaran lubricant diakibatkan timbulnya senyawa acidic atau keasaman dalam lubricant karena adanya reaksi kimia antara lubricant, refrigerant, uap air dan efek pemanasan. Lubricant yang sudah tercemar oleh acid (asam) tidak dapat digunakan lagi karena karakteristiknya sudah berubah. Untuk kompresor yang sudah tua sebaiknya dilakukan test acidic untuk memastikan kualitas lubricantnya. Untuk menguji tingkat keasaman lubricant dapat digunakan suatu liquid tester yang disebut “Isotron” test kid. Pungujian dengan isotron test kid dilakukan berdasarkan perubahan warna lubricantnya. Untuk mengganti lubricant maka lubricant lama dikeluarkan melalui saluran suction hingga habis. Pengisian lubricant ke dalam sistem dapat dilakukan dengan menggunakan alat khusus yang disebut: dosing syringe atau dimasukkan dengan cara mengevakuasi kompresor terlebih dahulu. Kerusakan yang diangap paling parah dan mahal adalah terbakarnya gulungan motor



66



kompresor. Gulungan motor kompresor dapat terbakar bila suhu di dalam kompresor hermetik terus meningkat dan isolasi gulungan motor memikul suhu kritis dalam waktu yang lama. Ganguan “Lost charge” dapat juga menimbulkan efek yang sama. Mengapa overload protector tidak dapat mengamankan kondisi tersebut? Bila isolasi gulungan motor rusak maka akan menimbulkan kenaikan suhu akibat adanya hubungan singkat pada gulungan motor. Kenaikan suhu pada kompresor tersebut dapat menimbulkan decomposition atau perubahan komposisi pada lubricantnya dan juga pada refrigerantnya.  Lost Charge Gejala yang timbul, efek pendinginan kurang, tekanan kerja sistem refrigerasi di bawah normal. Jumlah isi refrigerant yang dimasukkan ke dalam sistem dapat berpengaruh terhadap performa sistem refrigerasi. Terlebih lagi pada sistem yang menggunakan pipa kapiler maka refrigerant charge merupakan suatu hal yang tidak dapat ditawar-tawar atau tidak ada toleransi. Bila isi refrigerant kurang dari harga nominalnya dapat menyebabkan performa sistem tidak optimal artinya sistem pendinginanya kurang. Untuk mendeteksi gangguan semacam ini perlu dilakukan identifikasi dan diagnosis yang hati-hati dan teliti. Karena gejala yang ditimbulkan hampir sama dengan gangguan buntu pada pipa kapiler akibat adanya formasi es atau kotoran lainnya. Isi refrigerant yang kurang mengakibatkan kompresornya bekerja lebih lama karena setting suhu thermostatnya mungkin tidak pernah tercapai. Tidak akan terjadi bunga es di coil evaporator. Bunga es hanya terjadi di saluran masuk evaporator. Kompresor bekerja pada tekanan di bawah normal sehingga konsumsi daya yang diambilnya juga rendah. Penyebab: Lost charge dapat disebabkan adanya kebocoran di salah satu bagian komponen refrigerasi.



67



E. Rangkuman 1. Sistem Refrigerasi Dan Tata Udara Domestik Refrigerator domestik merupakan peralatan rumah tangga yang digunakan untuk keperluan penyimpanan makanan dalam kurun waktu singkat (kurang lebih satu minggu) melalui proses pendinginan. Tergantung pada tipe mesin refrigerasi yang digunakan, refrigerator domestik diklasifikasikan dalam tiga tipe, yaitu kompresi (compression-type), absorpsi (absorption-type), dan thermoelectric Berdasarkan pemakaiannya, refrigerator domestik dapat dibagi menjadi empat kategori, yaitu: (1) cooler, yaitu untuk keperluan penyimpanan bahan makanan yang tidak beku (unfrozen product), (2) freezer, yaitu untuk keperluan penyimpanan bahan makanan beku (frozen products) jangka pendek (hanya untuk beberapa hari), (3) Freezer, yaitu untuk keperluan penyimpanan bahan makanan beku (frozen products) jangka menengah (hingga beberapa minggu), dan (4) deep freezer untuk keperluan penyimpanan bahan makanan beku jangka panjang (hingga tiga bulan). Komponen utama dari unit refrigerator domestik yang dibangun dengan sistem kompresi adalah kompresor, kondensor, evaporator, Filter dryer dan pipa kapiler Untuk keperluan service dan pengujian (pengukuran) tekanan, service manifold ini lazimnya dipasangkan pada katub service kompresor untuk memperoleh tekanan sistem refrigerasi pada sisi tekanan rendah dan sisi tekanan tinggi. Disamping itu, dapat digunakan pula untuk keperluan service lainnya seperti membuang dan menambah refrigeran ke dalam sistem, membuang udara dari dalam sistem dan by- passing tekanan dari sisi tekanan tinggi ke tekanan rendah. Berbagai jenis unit tata udara domestik, yaitu unit paket, unit split, unit pasangan di dinding, unit pasangan di langit-langit, dan free standing. Untuk sistem dan instalasi ini akan fokus pada bagaimana instalasi sistem dan pemasangan pada unit AC Split Tata Udara (air conditioning) dapat didefinisikan sebagai pengontrolan secara simultan semua faktor yang dapat berpengaruh terhadap kondisi fisik dan kimiawi udara dalam struktur tertentu. Faktor-faktor tersebut meliputi : suhu udara, tingkat kelembaban udara, pergerakan udara, distribusi udara dan polutan udara. Di mana sebagian besar dari faktor tersebut di atas dapat berpengaruh terhadap kesehatan tubuh dan kenyamanan. Berdasarkan konfigurasi komponen utamanya, dibedakan menjadi dua, yaitu sistem paket dan sistem split. Pada unit paket semua komponen utama terletak dalam satu paket kontainer yang kompak, misalnya AC Window. Pada unit split, komponen utama terbagi dalam dua kontainer, yaitu unit in door yang terdiri dari fan dan koil evaporator, unit out door yang terdiri 68



dari kompresor, kondenser, dan pipa kapiler. Perbedaanya dapat dilihat apada gambar 8 di bawah ini. Kuantitas parameter udara yang perlu diukur adalah laju kecepatan udara. Laju kecepatan udara berpengaruh terhadap kenyamanan tubuh. Anda pasti pernah melakukannya, ketika udara terasa sangat panas dan gerah, maka Anda menggunakan fan untuk membuat merasa lebih nyaman. Kalian pasti memahami fungsi fan. Fan dapat mempercepat laju pergerakan udara. Untuk mengukur laju kecepatan udara digunakan alat ukur khusus yang disebut vaneanwmometer. Biasanya anemometer didesain dengan skala digital. 2. Rangkaian Dan Sistem Kontrol Refrigerasi Dan Tata Udara Domestik Pengendali (controller) merupakan kombinasi dari komponen kontrol dan rangkaian kontrol yang digunakan untuk mengoperasikan peralatan Refrigerasi dan tata udara secara otomatik dan secara akurat. Istilah akurat ditekannkan di sini karena berkaitan dengan performansi unit Refrigerasi dan tata udara. Berbagai komponen di dalam sistem kontrol pada prinsipnya dapat dibagi menjadi tiga kategori, Yaitu:  Primary control  Operating control  Limit control Sistem tata udara adalah mengontrol suhu dan kelembaban udara. Pergerakan, kebersihan dan strerilasasi udara secara otomatik. Ada dua hal penting terkait dengan pengembangan yang telah dilakukan pada sistem pemanasan ruang (heating system) dan pendinginan ruang (cooling system), yaitu:  Pengoperasan sistem dengan menerapkan sistem kontrol otomatik  Electronic circuit control dan pengoperasian sistem kontrol otomatik Perangkat kontrol merupakan perangkat yang mengoperasikan atau mengatur sistem elektrikal dan sistem mekanikal. Sistem tersebut digunakan pada sistem pendinginan (cooling system), sistem pemanasan (heating system), sistem penambahan kelembaban udara (humidifying system), dan sistem pengurangan kelembaban udara (humidifying system). Perangkat kontrol juga digunakan untuk sistem pengapian dan sistem pembakaran. Biasanya, setiap piranti kontrol didisain untuk mampu merespon suatu kondisi tertentu. Contoh perangkat kontrol adalah perangkat yang dapat mengatur suhu, tekanan, aliran fluida, level likuid, dan operasi berbasis waktu. Perangkat kontrol tersebut telah dibuat dengan mengembangkan segi keamanan dan segi otomatisasi sistam yang dikontrolnya.



69



3. Sistem Refrigerasi Komersial Pada dasarnya operasi sistem refrigerasi domestik sama dengan komersial, tetapi sistem refrigerasi komersial menggunakan komponen yang berbeda. Perbedaan-perbedaan tersebut dapat terletak pada sistem, jenis komponen dan kapasitasnya. Misalnya untuk keperluan efektifitas pendinginan maka digunakan dua atau lebih evaporator pada sebuah unit kondensing. Jenis dan kapasitas kompresor yang digunakan juga berbeda. Jenis dan kapasitas kondenser dan sistem catu daya listrik yang digunakan juga berbeda. Sistem proteksi dan sistem pengaturan refrijeran yang akan diuapkan di evaporator juga berbeda. Refrigerasi komersial memiliki ruang lingkup yang luas, mencakupi peralatan Cooler, chiller, dan freezer untuk keperluan pengawetan makanan. Kapasitas Peralatan refrigerasi komersial, memiliki rentang yang lebar, konsumsi daya input antara 400 watt hingga ribuan watt, dengan menggunakan kompresor sistem hermetic dan semi hermetik. Ada banyak masalah yang dihadapi oleh dunia Refrigerasi komersial, antara lain perencanaan atau desain, pemasangan atau instalasi, dan pemeliharaan. Aplikasi Refrigerasi komersial telah merambah di banyak bidang usaha, antara lain pasar ritel, restoran, hotel dan industri lainnya yang berkaitan dengan penyimpanan, pengolahan dan pengawetan makanan. Secara umum sistem Refrigerasi komersial dibagi dalam dua kelompok, yaitu sistem paket dan sistem split (terpisah). Sistem paket merupakan unit Refrigerasi komersial yang didisain secara built in oleh pabrikannya, mencakup seluruh komponen yang digunakan, sistem pemipaan Refrigerasinya, dan sistem kelistrikannya. Sedang pada sistem split, unit dirakit di tempat. Komponen utama sistem Refrigerasi komersial seperti kompresor, kondenser, katub ekspansi, dan evaporator dirakit di tempat termasuk asesoris dan sistem kelistrikannya. Sistem split biasanya dikaitkan dengan pesanan dan keperluan konsumen. Kapasitas pendinginan yang normal dinyatakan dalam BTU/jam, tapi untuk menghitung jumlah beban pendinginan secara keseluruhan dihitung dalam waktu 24 jam (BTU/24 jam). Kemudian untuk menentukan besarnya kapasitas mesin yang di perlukan, beban total itu (BTU/jam) di bagi jumlah waktu operasi. Selengkapnya perhitungan kapasitas mesin yang diperlukan dengan menggunakan persamaan. Sistem kelistrikan dirakit dalam satu panel yang terletak pada bagian belakang sistem. Secara keseluruhan, rangkaian kelistrikan pada sistem terbagi dalam dua bagian, yaitu :Rangkaian daya dan Rangkaian kontrol. Rangkaian daya merupakan rangkaian pokok dari suatu sistem kelistrikan. Komponen yang digunakan juga merupakan komponen yang terkendali. Dalam rangkaian daya ini terdapat satu buah motor kompresor yang dihubungkan



70



dengan kontaktor yang teraliri arus pada rangkaian kontrol. Selain motor kompresor, terdapat beberapa komponen lain seperti termometer digital, pilot lamp untuk sumber arus pada sistem, ampere meter, voltmeter, dan wattmeter pada saluran rangkaian daya yang dilengkapi dengan switch MCB sebagai saklar on/off arus pada sistem. Gangguan mekanik merupakan gangguan yang biasa terjadi pada bagian mekanik dan instalasi dari sistem refrigerasi. Sedangkan gangguan kelistrikan merupakan gangguan biasa terjadi pada bagian daya/ sumber listrik dan bagian kontrol dari sistem refrigerasi. Permasalahan utama dan gangguan yang timbul dalam sistem refrigerasi komersial adalah:uap air, gas iner, kontaminasi, dan sistem kelistrikan/kontrol. 4. Sistem Tata Udara Komersial Peralatan sistem dan instalasi tata udara komersial yang telah dipasang haruslah sesuai dengan persyaratan pada efisiensi energi dan konservasi energi sebagaimana diatur dalam prosedur. Spesifikasi dan kode praktek untuk efisiensi energi instalasi pendingin dan instalasi listrik sesuai dengan peraturan. Untuk memverifikasi bahwa kinerja efisiensi energi berikut peralatan dan sistem, tidak terbatas pada dokumen teknis dan perhitungan yang diajukan oleh kontraktor, melainkan sesuai dengan perencanaan semula. Pengujian untuk mengevaluasi kinerja efisiensi energi peralatan diklasifikasikan ke dalam uji pabrik dan uji lapangan. Sistem kontrol yang ditetapkan, berhubungan dengan tekanan, suhu, penginderaan, katup motor, peredam, dll. Semua wirings dalam panel kontrol harus diperiksa untuk menghindari koneksi yang longgar dan memastikan semua pemasangan istalasi benar sesuai dengan wiring diagram. Selain itu, juga untuk meyakinkan bahwa pemeriksaan fungsional untuk saling terkait dan sequencing telah dilakukan sesuai dengan persyaratan dan spesifikasi. Hal ini juga penting bahwa prosedur yang dijelaskan tempat lain yang berkaitan dengan regulasi udara, air, sistem pendingin dan peralatan yang terhubung/sistem lain telah dilakukan sebelum komisioning sistem kontrol. Prosedur pemeliharaan sistem dan Instalasi tata udara untuk keperluan komersial antara lain: Menentukan Strategi Pemeliharaan, dan penggantian unit. Jenis gangguan unit tata udara komersial antara lain: kontaminasi uap air, acidic (keasaman), dan lost charge.



71



I. Kepustakaan



Althouse, Turnquist, Bracciano. (2003). Modern Refrigeration & Air Conditioning, Instructor Manual with answer Key. USA: The Goodheard-Willcox Company. Hasan Samsuri, Dkk. (2008). Sistem Refigerasi dan Tata Udara Jilid 1. Jakarta: Direktorat Pembinaan SMK. Windy H, Apip B, Tandi S. (2008). Panduan Pratikum Instalasi Sistem Refrigerasi. Bandung: Politeknik Negeri Bandung. ......................... (2013). Sistem dan Instalasi Refrigerasi 1. Jakarta: Direktorat Pembinaan SMK. ......................... (2013). Kontrol Refrigerasi dan Tata Udara Jilid 1. Jakarta: Direktorat Pembinaan SMK. ......................... (2013). Kontrol Refrigerasi dan Tata Udara Jilid 2. Jakarta: Direktorat Pembinaan SMK. ......................... (2013). Sistem dan Instalasi Refrigerasi 2. Jakarta: Direktorat Pembinaan SMK. ......................... (2013). Sistem dan Instalasi Tata Udara Jilid 2. Jakarta: Direktorat Pembinaan SMK. ......................... (2013). Sistem dan Instalasi Tata Udara Jilid 1. Jakarta: Direktorat Pembinaan SMK.



72



G. Tugas



1. Jelaskan langkah-langkah dan persyaratan pengisian AC split, lengkapi dengan gambar. 2. Jelaskan persamaan dan perbedaan sistem refrigerasi dan tata udara domestik dengan sistem refrigerasi dan tata udara komersial. 3. Jelaskan langkah-langkah pengujian kebocoran pada sistem refrigerasi, lengkapi dengan peralatan yang diperlukan. 4. Jelaskan jenis pengujian kompressor pada sistem refrigerasi dan tata udara. 5. Tahapan perawatan yang cocok untuk refrigerasi dan tata udara bila dalam keadaan baru.



73



H. Tes Sumatif 1. Istillah yang dikenakan pada susunan kompresor, kondensor dan liquid receiver yang dikemas menjadi satu kesatuan atau unit yang utuh adalah.......... (A) Condensing unit (B) Liquid receiver unit (C) Kompresor unit (D) Kompressor hermetik (E) Evaporator unit 2.



Alat untuk mencegah terjadinya tekanan yang berlebihan pada kondenser digunakan alat (A) Thermostat (B) Humidistat (C) High Pressure Switch (D) Low Pressure Switch (E) Overload



3.



Jenis fungsi kontrol pada sistem refrigerasi dan tata udara yang bertujuan untuk pengontrol kapasitas pada saat mesin sedang bekerja adalah ... (A) fungsi starting (B) Fungsi pengontrol operasi (C) fungsi stopping (D) fungsi pengontrol kondisi ruang (E) fungsi proteksi dan perlindungan



4.



Low pressure control memiliki beberapa fungsi, diantaranya kecuali ... (A) pengontrol temperatur (B) pengontrolan beban lebih (C) alat pengaman (D) pengontrol kompresor (E) pengontrol fan kondensor



5.



Berikut ini yang merupakan warna selang manifold gauge tekanan rendah adalah: (A) Merah (B) Kuning (C) Biru (D) Hitam (E) Putih



6.



Berikut ini peralatan yang digunakan untuk pengujian dan pengukuran ketika melakukan perawatan adalah: (A) ToolBox (B) Gauge Manifold (C) Peralatan Vakum (D) Peralatan Tambahan (E) Tang amper



74



7.



Beban pendinginan yang disebabkan oleh lampu dan kipas angin termasuk ke dalam jenis pembebanan..? (A) Beban panas dari produk (B) Beban panas yang masuk dari pekerja (C) Beban panas dari pertukaran udara (D) Beban panas dari dinding (E) Beban tambahan



8.



Carilah jumlah panas yang mengalir per jam melalui suatu dinding berukuran 10 ft x 20 ft, jika faktor U dari tembok itu = 0,2 BTU/jam. 0F.ft2 dan perbedaan temperatur diantara kedua sisi 50 0F dan 100 0F...? (A) 2613,6 BTU/jam (B) 2100 BTU/jam (C) 2500 BTU/jam (D) 2000 BTU/jam (E) 2150 BTU/jam



9.



Refrigerasi Komersial dengan sietem paket mempunyai ciri-ciri adalah...? (A) Sstem rerigerasi yang dirakit ditempat (B) Sistem refrigerasi yang terpisah (C) Sistem refrigerasi tergantung pesanan (D) Sistem refrigerasi yang dirancang secara builtin (E) Sistem refrigerasi berdaya besar



10. Katup Ekspansi yang paling banyak digunakan dalam sistem tata udara komersial adalah..? (A) Katup apung sisi tekanan tinggi (B) Pipa kapiler (C) Automatic expantion valve (D) Thermostatic expantion valve (E) Pipa konderser Kunci Jawaban: 1. C 2. A 3. B 4. E 5. C 6. B 7. E 8. D 9. D 10. B



75



I.



TesSumatif



1.



Dalam sistem AC, penyerapan panas dilakukan oleh.komponen:......... (A) Evaporator (B) Suction line (C) Kompresor (D) Kondenser (E) Kapiler



2.



Kapasitor yang digunakan untuk menaikkan kemampuan start-up motor disebut ... (A) stopping capacitor (B) controlling capacitor (C) leaking capacitor (D) starting capacitor (E) running capasitor



3.



Perbedaan antara starting capacitor dan running capacitor terletak pada ... (A) fungsi dan kapasitasnya (B) kapasitas dan bahan (C) fungsi dan bahannya (D) tidak ada perbedaan (E) kemampuan arusnya



4.



Salah satu peralatan yang dibutuhkan untuk proses pengelasan pipa adalah: (A) Flaring (B) Swaging (C) Penjepit Pipa (D) Kunci Katup (E) Pemantik Api/ Welding



5.



Perawatan yang terencara pada sistem refrigerasi dan tara udara komersial setiap tiga bulan adalah: (A) Periksa level oli (B) Lumasi bearing motor/kipas seperlunya (C) Periksa/ bersih/ ganti filter udara seperlunya (D) Periksa kondisi sabuk (E) Periksa tekanan suction, discharge dan tekanan oli.



Kunci Jawaban: 1. 2. 3. 4. 5.



D D B E B



76