Jelaskan apa yang dimaksud dengan fungsi ekonomis dalam pengontrolan refrigerasi

KONDENSOR DAN PEMELIHARAANNYA

Kerangka Isi

10.1 Pendahuluan

10.2 Permasalahan Kondensor

10.3 Permukaan Kondensor Kotor

10.4 Pemeliharaan Air-cooled Condensor

10.5 Pemeliharaan Water-cooled Condensor

10.1 Pendahuluan

Unit ini membahas tentang permasalahan yang dihadapi kondenser saat beroperasi dan selanjutnya solusi yang dapat diterapkan untuk mengatasi permasalahan tersebut. Pada sesi ini anda akan belajar tentang prosedur pemeliharaan kondenser.

Pada prinsipnya mesin refrigerasi mekanik terdiri dari 4 fungsi yaitu: Evaporasi, kompresi, Kondensasi dan ekspansi. Sesuai dengan fungsinya maka komponen sistem refrigerasi mekanik terdiri dari : Evaporator, Kompresor, Kondensor dan Katub ekspansi (katub pengontrol refrigerant). Disamping itu, agar keempat fungsi tersebut dapat beroperasi sesuai keinginan maka diperlukan sistem pengaturan (kontrol) baik secara elektrik, elektronik atau pneumatik.

Komponen utama mesin refrigerasi adalah kompresor, kondensor, refrigerant flow control dan evaporator (cooling coil). Disamping itu terdapat komponen bantu yang jenisnya tergantung dari aplikasi dan kapasitas mesinnya, antara lain pipa penghubung pada sisi tekanan rendah dan tekanan tinggi, strainer, dryer, heat exchanger, fan, pompa, katub, regulator dan protector dan cooling tower.

Bagian kontrol mesin refrigerasi terdiri dari berbagai komponen yang bekerja secara elektrik, pnumatik dan elektronik, antara lain : motor penggerak kompresor dan fan, kontaktor, relai, motor starter, over load protection, capasitor, pressure switch, thermostat, humidistat, timer serta berbagai alat bantu lain yang berupa regulator dan protector.

10.2 Permasalahan Kondenser

Seperti telah diketahui, bahwa fungsi condenser di dalam sistem Refrigerasi Kompresi Gas adalah untuk merubah wujud refrigeran dari gas yang bertekanan dan bersuhu tinggi dari discharge kompresor menjadi cairan refrigeran yang masih bersuhu dan bertekanan tinggi. Pada saat gas bergerak dari sisi discharge kompresor masuk ke dalam condenser, ia mengandung beban kalor yang meliputi kalor yang diserap oleh evaporator untuk penguapan liquid refrigeran, kalor yang diserap untuk menurunkan suhu liquid

refrigeran dari suhu kondensing ke suhu evaporating, kalor yang dihisap oleh silinder chamber dan kalor yang dipakai untuk mengkompresi gas dari evaporator. Kondenser harus mampu membuang kalor tersebut ke cooling medium yang digunakan oleh kondensernya

Untuk membuang kalor yang dikandung refrigeran yang berada di dalam coil kondenser diperlukan cooling medium. Sesuai dengan jenis cooling medium yang digunakan maka kondenser dapat dibedakan menjadi 3, yaitu : (1) Air Cooled Condenser (menggunakan udara sebagai cooling

medium), (2) Water Cooled Condenser (menggunakan air sebagai cooling medium dan (3) Evaporative Condenser (menggunakan kombinasi udara dan air)

Seperti telah diketahui, kondenser diletakkan di luar ruangan (out door). Sehingga permukaan coil kondenser tentu saja mudah sekali terkena kotoran baik oleh debu, uap air dan kotoran lainnya

Agar pembuangan kalor tersebut dapat berlangsung dengan efektis secara terus menerus maka permukaan perpindahan panas pada kondenser harus selalu dalam kondisi bersih, bebas kotoran dan debu. Untuk itu kondenser harus selalu dibersihkan secara rutin.

Gambar 10.1 Tipikal Kondenser dengan pendinginan air

Gambar 10.2 Kondensor dengan pendingianan Air

Gambar 10.3 Tipikal kondenser dengan pendinginan air tube-in- tube

Gambar 10.4 Tipikal kondensor dengan pendinginan air, tube-in tube

Udara keluar

Refrijeran gas

Refijeran Cair

Udara masuk

Air masuk

pompa

Gambar 10.5 Evaporative Condenser

10.3 Permukaan Kondenser Kotor

Untuk operasi cooling, maka kondenser selalu diletakkan di luar ruang. Jadi coil kondenser selalu berhubungan dengan udara luar yang kotor baik debu, kotoran lain dan serangga. Oleh karena itu permukaan coil condenser cenderung kotor. Bila kotoran yang menempel pada permukaan coil kondenser tersebut semakin tebal maka akan dapat menimbulkan masalah terhadap siklus refrigeran di dalam unit air cinditioner.

Seperti telah diketahui bahwa kondenser mempunyai tugas khusus yaitu membuang atau memindahkan kalor yang dikandung oleh gas refrigeran superheat akibat aksi kompresi oleh kompresor ke udara sekitarnya melalui permukaan dan fin coil kondenser. Bila proses perpindahan kalor ini berjalan lancar maka gas refrigeran tersebut

akan mengalami kondensasi dan berubah wujud menjadi liquid refrigeran pada outlet kondenser. Tetapi bila permukaan kondenser tertutup oleh debu dan kotoran lain maka proses perpindahan kalor tersebut tidak akan berjalan lancar akibatnya proses kondensasi juga terhambat dalam hal ini masih ada tidak semua gas dapat berubah wujud menjadi liquid. Akibatnya efek pendinginannya juga berkurang.

Gejala yang Timbul: Gejala yang dapat ditimbulkan oleh gangguan block condenser adalah efek pendinginan kurang, tekanan kondensing atau tekanan pada sisi discharge di atas normal, tekanan evaporating atau tekanan pada sisi suction di atas normal, arus yang diambil oleh motor kompresor di atas normal dan overload protector untuk kompresor sering bekerja.

10.4 Pemeliharaan Air Cooled Condenser

Gangguan block condenser dapat terjadi bila unit air conditionernya tidak mendapat perawatan yang memadai. Untuk mencegah timbulnya blocked condenser maka setiap unit air conditioner harus dibersihkan atau dicuci (cleaning) secara rutin.

Prosedur Cleaning untuk AC window

1. Turunkan unit AC window dari tempat pemasangannya.

2. Lepaskan seluruh rangkaian kontrol berikut komponen listrik yang tidak kedap air dari unit.

3. Buat larutan pencuci dengan melarutkan ¼ kg soda api ke dalam 10 liter air bersih.

4. Siram permukaan koil kondenser dengan larutan tersebut hingga merata dan biarkan selama kurang lebih 30 menit.

5. Kemudian semprotkan air bersih (dengan menggunakan peralatan pompa) ke permukaan koil kondenser secara merata hingga seluruh kotoran dan karat terlepas dari permukaan koil kondenser.

6. Keringkan seluruh permukaan unit dari sisa-sisa air dengan menyemprotkan udara bertekanan dari kompresor udara.

7. Rakit kembali semua komponen dan rangkaian kontrolnya.

8. Lakukan pengujian, meliputi pengukuran arus yang diambil kompresor, suhu dingin yang keluar dari outlet grill evaporator. Dalam kondisi normal maka suhu dingi yang keluar dari evaporator berada di sekitar 10 atau 11 derajad celcius. Bila

suhunya di atas 15 derajad celsius maka lakukan pemeriksaan tekanan pada sisi suction atau sisi dischargenya dengan menggunakan process tube kit. Dalam kondisi normal takanan suction berada di sekitar 50 psi hingga 65 psi dan tekanan dischargenya sekitar 180 psi hingga 260 psi.

Prosedur Cleaning AC Split

1. Lakukan pump down pada unit AC Split yang akan dicuci dengan menutup saluran liquid yang menuju ke kondenser.

Caranya : Pasang manifold gauge pada katub service sisi tekanan rendah (pipa besar) kemudian atur posisi katub pada saluran liquid (pipa kecil) hingga mencapai posisi “Front Seat” (putar searah jarum jam). Semua kegiatan tersebut dilakukan pada saat AC split masih dalam kondisi running. Tunggu beberapa saat, penunjukkan meter tekanan akan turun, bila penurunan tekanan mencapai sekitar 5 psi, matikan kompresor. Pump down selesai. Pada hakekatnya pump down adalah kegiatan untuk mengumpulkan refrigeran ke dalam unit kondenser. Sehingga bila pipa yang menghubungkan unit in door dan out door dilepas maka tidak ada refrigeran yang terbuang.

2. Lepas sambungan pipa yang menuju ke condenser.

3. Proses pencucian kondenser sama seperti pada unit AC Window.

4. Bila sudah dirakit kembali, pasang kembali sambungan pipa ke kondenser.

5. Jangan lupa melakukan “purging” yaitu membuang udara yang ada di dalam pipa. Caranya : Pasang terlebih dahulu sambungan pipa kecil pada tempatnya dan kencangkan flare nutnya. Kemudian pasang kembali sambungan pipa besar, ikatan flare nut agak dikendorkan. Selanjutnya buka sedikit posisi katub pada pipa kecil, sehingga ada aliran fefrigeran yang keluar dari pipa kecil menuju ke evaporator dan keluar lagi menuju ke sambungan flare nut pipa besar yang masih kendor. Biarkan kira-kira 15 hitungan dan kemudian kencangkan flare nut pada pipa besar. Purging selesai.

6. Atur kembali posisi service valve pada pipa kecil (berlawanan arah jarum jam) hingga mencapai posisi back seated.

Lakukan pengujian seperti halnya pada unit AC Window

10.5 Pemeliharaan Water Cooled Condenser

Metoda membersihkan (cleaning) unit pipa air condenser , tergantung pada kualitas air pendingin yang digunakan sebagai media pendingin, dan tergantung pada konstruksi condenser yang digunakan. Kualitas air yang digunakan sebagi pendingin mempunyai tingkat kekotoran yang berbeda-beda. Tergantung pada tingkat kekotoran air, maka tingkat pengendapan atau lapisan kerak/lumpur yang dapat menempel pada permukaan coil kondenser juga berbeda-beda. Endapan atau lapisan kerak/lumpur pada coil condenser dapat berpengaruh terhadap performa condensernya.

Condenser dengan heat yang dapat dilepas, memudahkan pekerjaan kita untuk membersihkan pipa - pipa airnya dengan menggunakan sikat baja. Setelah pipa-pipanya terbebas dari endapan/lapisan kerak/lumpur karena disikat dengan sikat baja, maka saluran pipa airnya diguyur atau disiram dengan menggunakan air bersih untuk membersihkan atau membuang sisa- sisa kotoran keluar dari saluran pipa air.

Bila endapan/lapisan kerak lumpur susah dihilangkan dengan disikat, maka perlu dibersihkan dengan cara lain, yaitu dengan menggunakan cairan kimia yang khusus disediakan untuk membersihkan kerak air. Pada saat menginstall condensing unit, ingatlah selalu, bahwa condensing unit perlu dibersihkan (cleaning) secara periodik. Maka perlu disediakan space ruang yang agak longgar pada removable heat-nya, untuk memudahkan pekerjaan cleaning.

Setelah pekerjaan pencucian (cleaning) selesai dilakukan, maka pada saat merakit kembali, SELALU gunakan head gasket YANG BARU. Cara yang paling efektif untuk membersihkan pipa air (water tube) adalah dengan menggunakan cairan kimia (tube cleaner) yang telah disediakan secara khusus untuk keperluan itu. Bila endapan/lapisan kerak lumpur tidak terlalu tebal, maka tidak perlu digunakan alat bantu lain untuk memasukkan cairan pembersih tersebut ke dalam pipa-pipanya, cukup dengan cara alami yang memanfaatkan grafitasi (grafitation circulation). Tetapi bila lapisan kerak air sangat tebal, maka untuk memasukkan cairan pembersih ke dalam pipa-

pipa air condenser, perlu menggunakan bantuan pompa air (forced circulation).

Gambar 10.6 Cara membersihkan pipa condenser, menggunakan

sikat baja

Pipa karet

niple

Tanki Kayu

Gambar 10.7 Membersihkan pipa pendingin Kondenser dengan menggunakan cairan pembersih yang disirkulasikan dengan menggunakan pompa air

Gambar 10.8. Cara lain yang dapat dilakukan untuk membersihkan kondenser dengan menggunakan cairan pembersih (liquid solvent)

Liquid Solvent

Berhati-hatilah pada saat bekerja dengan cairan kimia perbersih condenser. Cairan kimia tersebut dapat merusak pakaian dan tangan kita dan dapat pula merusak lapisan beton. Oleh karena itu, upayakan agar tidak terkena percikan cairan itu apalagi terkena tumpahannya. Selama proses pencucian dengan cairan kimia tersebut, maka akan dihasilkan gas buang yang akan keluar lewat pipa buang (vent pipe). Gas buang ini tidak berbahaya, tetapi berhati-hatilah terhadap adanya percikan cairan yang keluar lewat pipa tersebut.

Bila akan meramu sendiri cairan pembersihnya, maka dapat digunakan formula sebagai berikut :

1. air

2. Comercial Hydrochloric

3. Grasseli powder no.3

0,27 oz per galon.

Grasseli no.3 yang berbentuk powder, dimasukkan ke dalam larutan hydrokloric sesuai takaran yang dibuat dan diaduk hingga larut.

Tempat yang digunakan untuk meramu larutan tersebut sebaiknya terbuat dari kayu atau logam non galvanis.

Cara Menggunakan Liquid Solvent

Bila gravity Circulation yang digunakan untuk memasukkan cairan pembersih ke dalam pipa air kondenser, maka aturlah agar pemasukan cairannya tidak terlalu cepat, untuk memberi kesempatan vent pipe-nya membuang gasnya keluar. Bila pipa air condenser sudah tersisi dengan cairan tersebut, maka biarkan cairan tersebut bereaksi paling tidak satu malam. Bila menggunakan forced circulation, maka katub pada vent pipe harus dibuka penuh, selama cairan pembersih dimasukkan ke dalam pipanya, tetapi harus segera ditutup bila pipa air condenser sudah terisi penuh dengan cairan pembersih. Selanjutnya pompa akan mensirkulasikan cairan tersebut.

Cleaning Time Cairan pembersih harus dibiarkan bereaksi di dalam pipa air condenser atau terus disirkulasikan dengan oleh pompa selama semalaman. tetapi bila lapisan kerak lumpurnya sangat tebal, maka forced circulation dapat diteruskan hingga mencapai waktu tidak kurang dari 24 jam.

Pembilasan Setelah waktu pembersihan selesai dilalui, maka cairan tersebut dapat dibuang atau dikeluarkan dari dalam pipa air kondenser dan selanjutnya dilakukan proses pembilasan dengan air bersih. Membersihkan Evaporative Kondenser Cara terbaik yang dapat digunakan untuk mencegah menumpuknya kerak/lumpur pada permukaan pipa air evaporative condenser, adalah menjaga kualitas air yang digunakan sebagai media pendingin. Bila kualitas airnya jelek, maka akan mudah terbentuk endapan kerak/lumpur pada permucaan coil fin. Bila kualitas air bakunya jelek, maka perlu disediakan perlengkapan lain untuk menjernihkan airnya (water treatment). Cara sederhana untuk menghilangkan adanya endapan kerak/lumpur pada coil condenser, adalah dengan menggunakan cairan pembersih seperti telah diuraikan di atas.

Gambar 10.9. Cara Membersihkan Evaporative Condenser

KOMPRESOR DAN PEMELIHARAANNYA

Kerangka Isi

11.1 Fungsi Kompresor

11.2 Kompresor Torak

11.3 Piston (compressor) Displacement

11.4 Efisiensi Volumetrik

11.5 Perbandingan Kompresi

11.6 Kontaminasi

11.7 Pengujian Kompresor

11.1 Fungsi Kompresor

Dalam pembahasan siklus refrigeran pada sistem refrigerasi kompresi gas telah diketahui operasi kompresor. Maksud dari operasi kompresor adalah untuk memastikan bahwa suhu gas refrigeran yang disalurkan ke kondenser harus lebih tinggi dari suhu condensing medium.

Bila suhu gas refrigeran lebih tinggi dari suhu condensing medium ( udara atau air) maka energi panas yang dikandung refrigeran dapat dipindahkan ke condensing medium. akibatnya suhu refrigeran dapat diturunkan walaupun tekanannya tetap. Oleh karena itu kompresor harus dapat mengubah kondisi gas refrigeran yang bersuhu rendah dari evaporator menjadi gas yang bersuhu tinggi pada saat meninggalkan saluran discharge kompresor. Tingkat suhu yang harus dicapai tergantung pada jenis refrigeran dan suhu lingkungannya.

Dilihat dari prinsipoperasinya, maka kompresor dapat dibedakan menjadi dua yaitu :

a. Mechanical Action Yang termasuk dalam jenis ini adalah : Ö Kompresor Torak Ö Kompresor Rotary Ö Kompresor Sekrup

Pada mechanical action compressor, efek kompresi gas diperoleh dengan menurunkan volume gas secara reciprocating.

Gambar 11.1 Mechanical Action

Kompresor didesain dan dirancang agar dapat memberikan pelayanan dalam jangka panjang walaupun digunakan secara terus menerus dalam sistem refrigerasi kompresi gas. Untuk dapat melakukan performa seperti yang diharapkan maka kompresor harus bekerja sesuai kondisi yang diharapkan, terutama kondisi suhu dan tekanan refrigeran pada saat masuk dan meninggalkan katub kompresor.

b. Rotary Action Pada rotary action compressor, efek kompresi diperoleh dengan menekan gas yang berasal dari ruang chamber menuju ke saluran tekan yang berdiameter kecil untuk menurunkan volume gas.

Gambar 11.2 Aksi Mekanik Rotary Compressor

11.2 Kompresor Torak

Sesuai dengan namanya, kompresor ini menggunakan torak atau piston yang diletakkan di dalam suatu tabung silinder. Piston dapat bergerak bebas turun naik untuk menimbulkan efek penurunan volume gas yang berada di bagian atas piston. Di bagian atas silinder diletakkan katub yang dapat membuka dan menutup karena mendapat tekanan dari gas.

Jumlah silinder yang digunakan dapat berupa silinder tunggal misalnya yang banyak diterapkan pada unit domestik dan dapat berupa multi silinder. Jumlah silinder dapat mencapai 16 buah silinder yang diterapkan pada unit komersial dan industrial. pada sistem multi silinder maka susunan silinder dapat diatur dalam

4 formasi, yaitu :

a. Paralel

b. Bentuk V

c. Bentuk W

d. Bentuk VW

Gambar 11.3 Formasi Silinder kompresor

Operasi Piston dan Siklus Diagram

Gambar 11.4 memperlihatkan hubungan antara posisi piston(torak) dengan operasi katub-katub kompresor ( katub hisap dan katub tekan ).

Gambar 11.4 Siklus Operasi Kompresor

Katub Kompresor

Katub kompresor yang digunakan pada kompresor refrigerasi lebih cenderung ke : Pressure Actuated daripada ke : Mechanical Actuated.

Perhatikan lagi gambar 11.4 tentang siklus operasi kompresor torak. Pergerakan katub-katub kompresor baik katub pada sisi tekanan rendah (suction) dan katub pada sisi tekanan tinggi (discharge) semata-mata dipengaruhi oleh variasi tekanan yang bekerja pada kedua sisi tekanan tersebut.

Gambar 11.4 a, torak pada posisi titik mati atas, kedua katub menutup, karena tekanan pada ruangan silinder sama dengan tekanan discharge.

Gambar 11.4 b, saat piston mencapai posisi tertentu di mana tekanan pad ruang silinder lebih rendah dari pada tekanan suction, maka katub hisap akan membuka, dan refrijeran masuk ke ruang silinder.

Gambar 11.4 c, piston mulai bergerak dari titik mati bawah, bila tekanan ruang silinder lebih besar dari pada dengan tekanan suction maka katub hisap menutup.

Gambar 11.4 d, Ketika piston mencapai posisi tertentu, tekanan ruang silinder lebih besar dari tekanan discharge, maka katub tekan membuka,menyalurkan refrijeran ke condenseor.

Bandingkan sistem kompresi pada silinder motor bensin. Pergerakan katub-katubnya lebih ke mechanical actuated daripada pressure actuated. Demikian pula pada sistem kompresi kompresor udara biasa.

Jadi katub kompresor refrigerasi memang berbeda dengan katub kompresor pada umumnya dilihat dari actingnya. Oleh karena itu ada tuntutan khusus yang harus dipenuhi oleh katub kompresor refrigerasi.

A. Karakteristik Ideal

1. Dapat memberikan efek pembukaan katub yang maksimum dengan sedikit hambatan untuk menimbulkan trotling gas

2. Katub dapat terbuka dengan menggunakan tenaga yang ringan

3. Katub harus dapat terbuka atau tertutup secara cepat untuk mengurangi kebocoran.

4. Katub tidak mempunyai efek menambah clearance volume

5. Katub harus kuat dan tahan lama

B. Jenis Katub Untuk memenuhi karakteristik tersebut di atas maka telah didesain dan dirancang secara khusus beberapa jenis katub yaitu :

1. Katub Plat Ring (Ring Plate Valve / Disk Valve ) Gambar 3.5 memperlihatkan katub kompresor dari jenis ring plate valve. Katub ini terdiri dari dudukan katub

(valve seat), satu atau lebih plat ring (ring plate), satu atau lebih pegas katub (valve spring) dan retainer. Plat ring-nya dicekam kuat oleh dudukan katub melalui pegas katub, yang juga berfungsi lain membantu mempercepat penutupan katub. Sedang fungsi retainer adalah memegang pegas katub pada selalu pada posisi yang benar dan membatasi pergerakkannya.

Katub plat ring ini dapat digunakan untuk kompresor kecepatan tinggi dan rendah. Dapat pula digunakan sebagai katub suction dan discharge.

Gambar 11.5 Perakitan Katub Plat Ring untuk

Discharge

2. Flexing Valve Desain flexing valve yang digunakan pada kompresor ukuran kecil adalah yang lazim disebut sebagai flapper valve. Katub flapper ini terbuat dari lempengan baja tipis, yang dicekap kuat pada salah satu ujungnya sedang ujung lainnya ditempatkan pada dudukan katub tepat di atas lubang katubnya (port valve). Di mana ujung katub yang bebas akan bergerak secara flexing atau flapping untuk membuka dan menutup katub. Seperti diperhatikan dalam gambar 3.6

Gambar 11.6 Prinsip Katub Flexing dari jenis Flapper

Gambar 11.7 Perakitan Katub Flapper untuk Katub Discharge

Seperti dierlihatkan dalam gambar 10.7, desain flapper biasanya digunakan untuk katub discharge dan sering disebut sebagai beam valve. Plat katubnya dipasang di atas lubang (port) melalui sebuah pegas yang terasang di tengah katub platnya sehingga plat katubnya dapat bergerak ke atas (membuka lubang katub). Gerakan turun dari plat katubnya semata-mata karena gaya pegas. Pegas katub ini juga berfungsi sebagai pengaman untuk mencegah bila ada cairan atau kotoran yang masuk ke lubang katub.

Gambar 11.8 Konstruksi Katub Flapper

11.3 Compressor Displacement

Compressor Displacement adalah istilah yang diberikan untuk menentukan jumlah gas refrigeran yang dapat dikompresi dan dipindahkan oleh torak pada saat toraknya melangkah dari BDC ke TDC. Secara matematis ditulis :

2 Vp = πR LN n

Di mana : Vp : Compressor displacement

: Jari-jari piston L : Langkah Piston N : Jumlah piston n : putaran per detik

Gambar 11.8 Siklus Langkah Kompresor

11.4 Efisiensi Volumetrik

Karena efek ruang sisa (clearance volume) yaitu celah antara piston pada titik mati atas dan katub kompresor, maka mengakibatkan sebagian ekspansi gas tertahan di bagian atas silinder, sehinga jumlah gas riil (aktual) yang dapat dikompresi oleh torak kompresor lebih kecil daripada kemampuan kompresor sebenarnya sesuai dengan volume langkah piston (compresor displacement). Volume Langkah piston sering disebut juga sebagai jumlah gas teoritis.

Efisiensi Volumetrik didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah gas riil dan jumlah gas teoritis. Secara matematis ditulis sebagai berikut :

volume riil

Efisiensi Volumetrik ( V E ) = ----------------------- x 100

volume teoritik

Gambar 11.9 Grafik Perbandingan Volume Gas Kompresi

11.5 Perbandingan Kompresi

Faktor lain yang berpengaruh terhadap efisiensi volumetrik adalah hubungan antara tekanan suction dan tekanan discharge. Untuk memperoleh efek refrigerasi yang memuaskan, maka suhu evaporasi dan suhu kondensasi harus dijaga pada tingkatan tertentu. Seperti diketahui bahwa suhu evaporasi dan suhu kondensasi berbanding lurus dengan tekanan suction dan tekanan discharge. Selanjutnya perbandingan tekanan discharge dan tekanan suction secara absolut disebut perbandingan kompresi.

Tekanan Discharge (absolut) Perbandingan Kompresi (Rc) = -------------------------------------- Tekanan Suction (absolut)

Pengaruh perbandingan kompresi terhadap efisiensi volumetrik diberikan dalam tabel 1.1

Tabel 11.1 Efisiensi Volumetrik Perbandingan Kompresi

Efisiensi Volumetrik

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.

Soal Latihan

1. Jelaskan fungsi kompresor pada sistem refrigerasi ?

2. Sebutkan jenis kompresor menurut cara bekerjanya dan berikan

contohnya ?

3. Gambarkan formasi silinder pada sistem multi silinder ?

4. Buat siklus diagram kompresor torak dan jelaskan ?

5. Sebutkan 4 karakteristik yang dimiliki katub kompresor yand ideal ?

6. Jelaskan cara kerja ring type valve ?

11.7 Pengujian Kompresor

Tujuan

Setelah melaksanakan tugas praktek ini diharapkan petarar mampu melakukan pemeriksaan katub kompresor.

Petunjuk

Setelah kompresor selesai diperbaiki, misalnya penggantian katub atau perbaikan motor penggeraknya (untuk sistem hermetik) maka harus dilakukan serangkaian pemeriksaan dan pengujian terhadap adanya kebocoran dan efisiensi kompresi.

Kegiatan ini dapat dibedakan dalam 3 jenis pekerjaan yaitu :

„ Pengujian inward leak „ Pengujian Outward leak „ Pengujian Efisiensi kompresi

Alat & Bahan

1. Gauge manifold.

2. kompresor

3. Kunci pas

4. Trainer Set

A. Pengujian inward Leak

1. Pendahuluan

Pengujian inward leak adalah pengujian kebocoran pada sisi tekanan rendah kompresor, misalnya kebocoran gasket, suction service valve atau pada seal poros.

2. Prosedur

1. Front seat SSV dan pasang gauge manifold.

2. Front seat DSV dan pasang housing (cooper line)

3. Operasikan kompresor dan tunggu sampai compoun gauge menunjukkan vacuum tinggi. Kemudian ujung housing dimasukkan ke tanki oli refrigeran. Adanya bubles yang muncul pada ujung housing menunjukkan adanya kebocoran pada sisi tekanan rendah kompresor. Bila tidak ada kebocoran maka buble akan berhenti setelah kompresor distarting.

4. Untuk melokalisir letak kebocoran, letakkan oli pada suatu titik sambungan. Bila ada udara bocor melalui titik tersebut maka akan muncul gelembung udara (bubles).

Gambar Kerja

B. Pengujian Outward Leak

1. Pendahuluan Pengujian outward leak adalah pengujian kebocoran yang dilakukan secara pasif yaitu kompresornya tidak beropeasi (off).

2. Prosedur

1. Hubungkan tanki nitrogen kering ke SSV. Dan lakukan pengisian nitrogen kering ke dalam kompresor hingga tekanannya mencapai : 400 sampai 500 Kpa, agar tiak merusak katub kompresor.

2. Masukkan kompresor ke dalam tanki air hangat dan biarkan kira-kira 10 menit. Adanya kebocoran akan ditunjukkan dengan keluarnya gelembung-gelembung udara.

3. Lakukan pengujian outward leak dengan mengisikan refrigeran ke dalam kompresor sampai tekanannya mencapai 400 - 500 Kpa dan cari kebocoran dengan mengunakan Leak detector.

4. Gambar Kerja

C. Pengujian Efisiensi Kompresi

1. Pendahuluan Kompresor yang mempunyai kompresi bagus akan dapat melakukan :

1. Memompa gas hingga mencapai tekanan tertentu

2. Memvacum hingga tekanan minus tertentu

3. Menjaga kondisi kedua tekanan tersebut pada saat kompresor off.

2. Prosedur

1. Pasangkan compound gauge ke SSV .

2. Pasang High pressure gauge ke DSV. Kemudian hubungkan DSV ke Silinder refrigeran dengan menggunakan penyambung sependek mungkin.

3. Operasikan kompresor dan biarkan kompresor menghisap udara dan memampatkannya ke tabung silinder hingga tekanan tertentu.

4. Pada saat kompresor masih berjalan front SSV. Amati penunjukan meter.

3. Gambar Kerja

Untuk Kompresor Semi hermetic dan Kompresor Open Type

KONTROL KOMPONEN DAN RANGKAIAN

Kerangka Isi

12.1 Fungsi Pengontrol Sistem Refrijerasi dan Tata Udara

12.2 Fungsi Pengatur kondisi ruang

12.3 Fungsi Proteksi dan perlindungan

12.4 Fungsi Operasi ekonomis

12.5 Fungsi Starting dan Stoping

12.6 Fungsi Pengontrol Operasi

12.7 Fungsi pengontrol Kondisi Ruang

12.8 Fungsi Pengontrol residental AC

12.9 Fungsi Pengontrol AC Komersial

12.10 Fungsi Pengontrol untuk central station (AC)

12.11 Sistem Kontrol Elektrik

12.12 Sistem Kontrol Pneumatik

12.13 Sistem Kontrol Elektronik

12.14 Thermostat

12.15 Humidistat

12.16 Pressure Control

12.17 Oil differential Pressure Control

12.18 Evaporator Pressure Reguulator

12.19 Crankcase Pressure Regulator

12.20 Capacity regulator

12.1 Fungsi Pengontrol Sistem Refrigerasi dan Tata Udara

Suatu unit air conditioning memerlukan sistem pengontrolan secara otomatik agar dapat beroperasi dengan efektif dan aman serta ekonomis sesuai kebutuhan. Pada prinsipnya sistem pengontrolan ini harus mampu memenuhi persyaratan yang diperlukan untuk keperluan otmatisasi proses meliputi tiga kategori fungsi sebagai berikut, yaitu (I) fungsi mengatur dan mengontrol kondisi ruang (space), (ii) fungsi proteksi dan perlindungan dan (iii) fungsi operasi yang ekonomis.

12.2 Fungsi Pengatur kondisi ruang

Agar sistem pengontrolan yang digunakan dapat melaksanakan fungsi ini maka diperlukan alat deteksi dan aktuasi yang akan memonitor kondisi ruang setiap saat melalui berbagai alat deteksi yang digunakan dan kemudian mengadakan pengaturan seperlunya untuk mencapai kondisi yang diinginkan melalui peralatan aktuasi yang digunakan. Peralatan deteksi dan aktuasi tersebut antara lain thermostat, humidistat, damper, katub dan relai). Peralatan tersebut dapat beroperasi secara elektrik dengan menggunakan energi listrik, dapat pula secara pnumatik menggunakan kekuatan udara tekan dan secara elektronik dengan menggunakan bahan semi konduktor dan mikroelektronik berbasis komputer.

Peralatan deteksi dan aktuasi yang digunakan akan berkolaborasi untuk menjaga kondisi suhu dan kelembaban udara ruang senantiasa tetap berada pada titik tertentu sesuai keinginan dan perencanaan. Variable yang dideteksi dan dikontrol meliputi suhu, tekanan, jumlah udara dan kualitas udara, refrigeran dan uap air. Selain itu juga harus dapat mengontrol siklus kompresor ,burner (boiler) atau heater secara pasti (ON/OFF) sesuai kebutuhan beban.

12.3 Fungsi Proteksi dan Perlindungan

Sistem pengontrolan yang digunakan harus mampu memberikan fungsi proteksi dan pengaman untuk mencegah mesinnya sedini mungkin terhadap bahaya kerusakan fatal. Dalam hal ini sistem kontrol yang digunakan harus mampu mencegah terjadinya suhu tinggi atau suhu yang berlebihan dan bahaya kebakaran. Sebagai

contoh Oil pressure control, Suction pressure regulator, limit switch, motor overload protection dan smoke detector.

12.4 Fungsi Operasi Ekonomis

Sistem kontrol yang digunakan harus mampu menjaga operasi mesin pada tingkat yang paling ekonomis dengan mengatur konsumsi energi yang digunakan pada waktu ke waktu disesuaikan dengan kebutuhan beban. Misalnya konsumsi air, bahan bakar atau tenaga listrik yang dikonsumsi pada saat beban air conditioning turun di bawah desain nominalnya. Untuk itu kompresornya harus dilengkapi dengan sistem kontrol kapasitas misalnya dengan menggunakan alat yang disebut : Hot gas Bypass, Auto Unloader dan multispeed kompesor atau kompresor parallel Sistem Hot gas bypass

Gambar 12.1 memperlihatkan tipikal pengontrolan kapasitas dengan hot gas. Pada system ini, untuk menurunkan kapasitas kompresor, gas panas dari kondensor langsung disalurkan ke evaporator melalui saluran bypass yang dikontrol oleh solenoid stop valve dan modulating hot gas bypass valve.

Gambar 12.1 Tipikal Pengontrolan kapasitas dengan Hot gas By- pass

Penggunaan Auto Unloader

Untuk menurunkan kapasitas kompresor, digunakan piranti khusus yang disebut auto unloader. (Gambar 12.2). Auto unloader adalah system mekanik tambahan yang diletakkan pada mekanik katub kompresor. Dalam operasinya maka unloader kompresor akan mengangkat katub sauction kompresor secara otomatik, sehingga walupun piston kompresor bergerak naik-turun, tetapi tidak menghasilkan efek kompresinya. Pada saat piston bergerak turun akan menghisap refrijeran, dan pada saat piston bergerak naik maka refrijeran gas yang sudah dipampatkan oleh piston akan disalurkan lagi ke saluran suction.

Gambar 12.2 Sistem Auto Unloader

Sistem Kompresor Ganda

Gambar 12.3 Tipikal Kompresor Parallel, Yang dapat bekerja secara

bergantian, sesuai kapasitas yang diinginkan

Pada gedung-gedung bertingkat tinggi untuk pemakaian komersial sering menggunakan sistem kontrol dengan mikrokontroler yang berbasis komputer (Building Automation System) untuk keperluan peningkatan upaya konservasi (hemat) energi.

Kontrol yang terpogram melalui perangkat komputer (misalnya dengan PLC atau Programmable Logic Control) sering digunakan untuk mengontrol dan memonitor kondisi ruang demi ruang setiap saat untuk menghasilkan operasi sistim yang ekonomis tanpa mengurangi kebutuhan kualitas yang diperlukan.

Menurut aksi spesifik yang dilakukan maka fungsi sistem kontrol dapat diklasifikasikan sebagai berikut yaitu sebagai pengontrol Starting, pengontrol operasi dan pengontrol kondisi ruang.

12.5 Fungsi Starting/Stopping

Pengontrol starting dapat berupa sistem kontrol tunggal (operasi on/off) tidak tergantung sistem lainnya atau dapat berupa operasi sekuen yang melibatkan lebih dari sistem aktuasi (misalnya motor kompresor, pompa air dan fan) secara interlock.

12.6 Fungsi Pengontrol Operasi

Pengontrol operasi pada prinsipnya mongontrol operasi mesin pada tingkat yang paling efektif dan aman. Sistem kontrol ini dapat mencegah mesin dari bahaya kerusakan fatal dengan melindunginya terhadap adanya suhu dan tekanan yang berlebihan dan bahaya kebakaran. Sistem kontrol ini dapat berfungsi sebagai pengontrol kapasitas pada saat mesin sedang bekerja atau pada saat starting sehingga diperoleh operasi yang ekonomis. Misalnya High - Low Pressure control, time delay relay, freeze protection, temperature limit control dan compressor capacity control.

12.7 Fungsi Pengontrol Kondisi Ruang

Pengontrol ini berfungsi sebagai pengatur kondisi ruang. Sistem kontrol yang digunakan harus mampu mendeteksi kondisi di dalam

ruang dari waktu ke waktu meliputi suhu, tekanan dan kelembaban udara dalam ruang dan selanjutnya melakukan berbagai pengaturan untuk menjaga kondisi ruang tetap berada pada batas- batas perencanaannya.

12.8 Sistem Pengontrol untuk residental AC

Air conditioner untuk keperluan rumah tinggal (residental system) biasanya hanya memerlukan sistem kontrol yang sederhana, yaitu switch manual yang dipadu dengan room thermostat dan timer switch untuk mengontrol suhu ruang. Peralatan kontrol lainnya baik untuk starting maupun untuk operasional biasanya merupakan bagian integral dari unitnya sesuai desain pabrikannya. Unit kontrol untuk starting diatur oleh thermostat yang akan mengoperasikan suatu relai atau kontaktor. Relai atau kontaktor tersebut kemudian akan memberi penguatan kepada unit aktuasinya misalnya kompresor, fan, katup dan pompa. Sedang unit kontrol operasinya akan memberikan fungsi proteksi terhadap adanya suhu dan tekanan yang abnormal baik pada sisi tekanan rendah atau tekanan tingginya.

Ada pula peralatan kontrol lain yang kadankala ditambahkan oleh pabrikannya yang bertujuan lebih memberikan fungsi kenyamanan dan kemudahan pemakainya. Berikut ini diberikan beberapa konfigurasi sistem kontrol yang banyak digunakan :

(i) Kombinasi sistem kontrol untuk operasi cooling dan heating yang diterapkan pada unit AC Split dengan menggunakan selector switch manual. Thermostatnya dilengkapi dengan timer switch agar dapat mengontrol operasi sistem sesuai waktu yang diinginkan misalnya pada waktu malam hari (night set back) dan selanjutnya dapat kembali ke operasi day time. (ii) Kombinasi sistem kontrol yang lebih lengkap untuk operasi cooling dan heating yang menggunakan pengaturan 3 posisi, yaitu “On - Off - Auto”. (iii) Humidistat yang dikombinasikan dengan humidifyer untuk menjaga tingkat kelembaban relatif udara tetap berada pada batas- batas perencanaannya.

12.9 Sistem Pengontrol AC Komersial

Seperti halnya pada AC residental, unit AC komersial berskala rendah dan sedang yang umumnya didesain dalam bentuk unit paket (packaged system) juga menggunakan switch manual yang dipadu dengan thermostat untuk mengontrol operasi cooling dan heating. Unit kontrol operasinya terdiri dari High - Low Pressure Protection, Motor Winding Protection, Time Delay Relay, Head Pressure Control dan Burner Control.

Gambar 12.4 Ilustrasi penggunaan thermostat dan Low Pressure control pada unit komersial

Gambar 12.5 Tipikal Double Pressure Switch

12.10 Sistem Pengontrol untuk Central Station

Untuk menangani kebutuhan ruang yang dikondisi pada bangunan besar dan bertingkat biasanya lebih ekonomis bila menggunakan Central Station. Suatu central ststion dapat dibangun baik dengan sistem langsung (direct expansion refrigerant) atau dengan sistem tak langsung (chilled water) untuk memenuhi kebutuhan operasi coolingnya. Pada sistem ini biasanya dilengkapi pula dengan boiler yang memproduksi uap untuk keperluan heating ataupun untuk keperluan humidifying.

Operasi cooling dan heating dapat dikontrol secara manual ataupun otomatik bahkan full automatic, terprogram yang berbasis komputer. Air Handling Unit (AHU) yang mengatur distribusi udara ke ruang dilengkapi dengan damper untuk mengatur jumlah aliran udara, baik udara kembali atau udara luar dan dilengkapi pula dengan berbagi katub untuk mengatur chilled water atau uap.

Damper dan katub dikontrol oleh alat deteksi suhu yang terletak di dalam ruang atau di dalam duct. Biasanya kompresornya dilengkapi dengan sistem pengontrol kapasitas yang berupa sistem auto Unloader atau dengan sistem Hot Gas Bypass. Semua peralatan kontrolnya bekerja secara interlock untuk menghasilkan operasi otomatik. Biasanya peralatan kontrolnya dipilihkan dari sistem pnumatik yang menggunakan udara tekan sebagai tenaga penggeraknya.

Dilihat dari cara peralatan kontrol itu bekerja dan dari jenis tenaga yang digunakan, maka peralatan kontrol dapat dibedakan menjadi 4 klasifikasi, yaitu: (i) sistem kontrol elektrik, (ii) sistem kontrol pnumatik, (iii) sistem kontrol elektronik dan (iv) sistem kontrol fluidik.

Banyak sistem kontrol yang menggunakan kombinasi dari sistem tersebut di atas. Misalnya sistem pendeteksiannya menggunakan sistem elektronik sedang sistem aktuasinya menggunakan sistem elektrik untuk mengontrol damper atau katub. Atau adapula suatu controller yang menggunakan sistem fluidik dan aktuasi damper menggunakan sistem pnumatik. Kontrol starting dan sebagian besar kontrol operasi banyak menggunakan sistem elektrik.

12.11 Sistem Kontrol Elektrik

Peralatan kontrol yang digunakan pada sistem kontrol elektrik bekerja bila mendapat penguatan tenaga listrik. Untuk alasan keamanan operator atau pemakai maka digunakan jala-jala bertegangan rendah (24 volt). Sistem ini mendeteksi kondisi ruang, misalnya suhu dan tekanan fluida atau laju aliran berbagai medium untuk keperluan transfer panas.

Gambar 12.6 Sistem Kontrol Elektrik

Peralatan kontrol ini akan menggerakkan suatu swicth atau relai yang terhubung ke sistem kontrol starting atau sistem kontrol operasi untuk mengontrol motor, boiler/burner, damper atau katub/solenoid. Banyak unit AC residental dan AC komersial yang menggunakan sistem kontrol elektrik. Sistem kontrol elektrik lebih simpel sehingga lebih murah dan lebih mudah perawatannya.

12.12 Sistem Kontrol Pnumatik

Berbagai peralatan deteksi dan aktuasi dapat dirancang dengan menggunakan sistem pnumatik yang menggunakan udara tekan dari kompresor udara sebagai tenaga penggeraknya. Tekanan kerja udara tekan dari kompresor yang diijinkan untuk keperluan kontrol pnumatik adalah 15 psi dan pendistribusiannya dilakukan melalui pipa tembaga.

Gambar 12.7 Sistem Kontrol Pnumatik

Ada 4 jenis komponen kontrol yang telah dirancang oleh pabrikannya untuk keperluan kontrol air conditioning yaitu: (i) Controllers ( misalnya : Thermostat, pressure Regulator dan Humidistat ) (ii) Controlled Devices ( misalnya : Katub dan damper ) (iii) Sistem distribusi udara (iv) Kompresor udara yang dilengkapi dengan filter, dryer dan stasiun penurun tekanan.

Gambar 1.2 memperlihatkan beberapa komponen yang digunakan dalam sistem kontrol pnumatik. Room thermostat mendeteksi kebutuhan cooling di dalam ruangan. Bila terpenuhi maka akan membuka katubnya secara proportional sehingga memungkinkan udara tekan dari kompresor (dengan variasi tekanan antara 3

sampai 13 psi) mengalir ke dan sekaligus mengoperasikan alat Convector Valve atau Mixing Damper Motor. Sedang remote bulb thermostat akan mendeteksi suhu chilled water dan kemudian mengontrol alat Mixing Valve atau mengoperasikan Damper Motor untuk mengontrol campuran udara.

12.13 Sistem Kontrol Elektronik

Pada prinsipnya peralatan kontrol yang digunakan pada sistem kontrol elektrik, pnumatik dan elektronik adalah sama. Perbedaanya hanya pada tenaga yang digunakan untuk menggerakannya. Peralatan kontrol yang digunakan pada sistem kontrol elektronik menggunakan instrumen elektronik yang menghasilkan sinyal digital ataupun sinyal analog. Sinyal yang dihasilkan ini masih terlalu lemah untuk dapat menggerakkan suatu alat aktuasi (relay). Oleh karena itu perlu dilengkapi dengan suatu sistem penguat sinyal (amplifier) yang akan menguatakan sinyal deteksi tersebut sehingga akhirnya dapat digunakan untuk mengontrol peralatan aktuasi yang digunakannya.

Komponen kontrol yang telah dirancang oleh pabrikannya antara lain: (i) Controllers ( misalnya : Thermostat, pressure regulator dan humidistat termasuk sirkit jembatan dan amplifiernya ) (ii) Controoled device ( misalnya : damper dan katub ) (iii) Operator ( misalnya motor penggerak dan katub operator ) (iv) Elemen deteksi atau sensor (probe)

Kelebihan sistem kontrol elektronik adalah kemampuan mengukur dan mendeteksi secara cepat dan akurat (presisi). Komponen elektronik ini terbuat dari bahan semi konduktor (solid state) sehingga memudahkan untuk digabungkan dengan sistem kontrol dengan menggunakan mikroelektronik yang berbasis komputer (mikroprosesor chip). Sehingga memungkinkan membuat sistem kontrol secara terprogram misalnya dengan menggunakan PLC (Programmable Logic Control).

12.14 Thermostat

Mesin refrigerasi dirancang agar dapat menghasilkan atau menyediakan efek pendinginan untuk menurunkan dan menjaga suhu ruang tetap berada pada batas yang direncanakan dengan tepat. Untuk dapat menghasilkan kondisi ruang seperti itu, maka mesin refrigerasi harus mempunyai kapasitas yang sama atau sedikit lebih lebih besar dari pada kapasitas pendinginan rata-rata yang dipikulnya.

Tetapi bila mesin pendingin bekerja terus-menerus maka suhu ruang akan turun tak terkendali. Oleh karena itu dibutuhkan suatu peralatan kontrol yang dapat mengontrol siklus operasi sistem yang disebut thermostat. Pada unit tertentu penggunaan thermostat dilkombinasikan dengan pengontrol waktu (timer switch).

Thermostat dapart diletakkan di dalam ruang atau di dalam duct untuk mendeteksi suhu udara dan dapat pula diletakkan di dalam pipa untuk mendeteksi suhu air (chilled water). Bila thermostat diletakkan di dalam ruang maka ketinggiannya kurang lebih 4 atau 5 kaki dari lantai. Terdapat banyak jenis thermostat yang telah dirancang oleh pabrikannya baik untuk keperluan kontrol elektrik, kontrol pnumatik dan kontrol elektronik. Thermostat dapat digunakan untuk operasi cooling atau pun operasi heating.

Electric Thermostat

Electric Thermostat adalah thermosat yang digunakan pada sistem kontrol elektrik. Thermostat ini terdiri dari bimetal coil yang didesain sedemikian rupa sehingga bila ada perubahan suhu dapat menggerakkan bimetalnya (melengkung) dan kemudian gerakan bimetal ini digunakan untuk mengontrol mekanik membuka dan menutup kontak switch.

Ada pula yang menggunakan bulb sebagai sensor suhu. Heating thermostat akan menbuka kontaknya bila suhu ruang naik, sedang cooling thermostat akan membuka kontak switch bila suhu ruang turun. Untuk membantu pergerakan bimetal yang lebih signifikan maka bimetalnya dilengkapi dengan sebuah electrik heater. Switch untuk thermostat yang bekerja pada tegangan rendah (24 volt) biasanya merupakan mercury switch.

Gambar 12.8 Elemen deteksi suhu, jenis bimetal

Gambar 12.9 Elemen deteksi suhu, mercury

Gambar 12.10 Rangkaian kontrol thermostatik

Gambar 12.11 Skematik Diagram Sistem Kontrol Elektrik

Gambar 12.4 memperlihatkan skematik diagram tipikal sistem kontrol elektrik yang menggunakan electric thermostat. Thermostat ini akan mengontrol penguatan relay atau solenoid yang digunakan untuk mengontrol sistem. Titik pengaturan suhu yang dilakukan thermostat dibedakan menjadi dua yaitu "Cut In" dan “Cut Out” temperature.

Gambar 12.12 Konstruksi Tipikal Elektrik Thermostat

Kerja pengatur suhu (thermostat) dipengaruhi oleh perubahan suhu yang diterima oleh alat sensor suhu (bulb) gas akan mengembang sebanding dengan suhunya. Perubahan suhu tersebut dapat menyebabkan gas, uap atau cairan di dalam pipa dan bulb mengembang atau menyusut, sehingga dapat menimbulkan tekanan pada bellow (diafragma) yang berubah-ubah. Perubahan tekanan di dalam bellow diubah menjadi gerakan linear untuk menggerakkan suatu kontak untuk membuka atau menutup. Di atas bellow ditempatkan pegas yang melawan tekanan bellow. Tekanan pegas dapat diatur melalui tombol yang ada di atasnya. Sehingga tekanan bellow pun akan mengikutinya yang berarti temperatur dari bulb yang dapat diatur.

Pnumatik Thermostat

Pnumatik thermostat juga menggunakan elemen bimetal sebagai sensor suhu. Pada desain lain kadang digunakan bulb yang berisi liquid refrigeran. Tenaga gerak yang ditimbulkan oleh elemen deteksinya digunakan untuk mengontrol port (katub) udara yang ada di dalam suatu sistem pemipaan udara tekan, sehingga udara tekan dari kompresor dapat mengalir secara proportional ke suatu alat aktuasi atau operator.

Gambar 12.13 Pnumatik Thermostat

Electronic Thermostat

Electronic Thermostat menggunakan resistance thermometer untuk mendeteksi suhu. Resistance thermometer adalah elemen resistan yang sensitif terhadap perubahan suhu. Nilai resistannya akan berubah bila bila suhunya juga berubah. Elemen resistan tersebut dihubungkan ke salah satu kaki sirkit jembatan Wheat Stone.

Gambar 12.7 memperlihatkan sirkit jembatan Wheat Stone. Jembatan Wheat Stone terdiri dari 4 resistor yang dihubungkan sedemikan sehingga membentuk sirkit jembatan.

DC

Gambar 12.14 Sirkit Jembatan Wheat Stone

Bila perbandingan keempat resistannya : A / B = C / D sama, maka tegangan outputnya menjadi nol. Dalam hal ini dikatakan jembatan dalam keadaan seimbang. Bila nilai resistan A (elemen resitance thermometer) berubah akibat ada perubahan suhu maka menyebabkan jembatan tidak seimbang lagi dan akan muncul sinyal tegangan pada output sirkit jembatannya. Tegangan sinyal output ini masih sangat lemah sehingga perlu mendapat penguatan (amplifier) terlebih dahulu sebelum ia dapat digunakan untuk menggerakkan suatu relay.

Heater &

Differential

Power

Probe

Amplifier

Amplifier

Vr

Gambar 12.15 Blok Diagram tipikal electronic thermostat

Pengaturan (setting) Thermostat

Thermostat mempunyai batas cut in dan cut out tertentu.Perbedaan antara batas cut in dan cut out tergantung dari pengaturan differensialnya. Besar kecilnya differensial tergantung pada penggunaan dan lokasi alat sensor suhu (bulb).

Dalam banyak hal, bila bulb dijepitkan pada evaporator, sehingga temperatur pendinginan dideteksi secara langsung oleh temperatur evaporator, maka dalam kasus ini pengaturan differensial harus besar untuk menjaga adanya "Short Cycling" pada kopresor. Biasanya

differensial diatur 8 o - 10 C. Untuk kasus lain bisa 1 -2 C atau 4 -

oo

5 o C, tergantung penempatan bulb. Pengaturan thermostat ada 3 macam : (I) pengaturan range dan (ii)

pengaturan diferential.

Pengaturan Range

Mengatur range adalah cara pengaturan cut in dan cut out thermostat yang menghasilkan daerah pengaturan amplitudo. Cut on dan cut off akan kembali bersamaan tetapi dengan differensial yang tetap sama. Biasanya pada baut pengaturan range ada petunjuk arah putaran baut pengatur range yang memberikan pengaturan sebagai berikut : (i) Memutar baut searah jarum jam -- suhu kerja naik (ii) Memutar baut rangge melawan jarum jam -- suhu kerja turun (iii) Memutar baut range satu putaran akan mengubah suhu kerja

antara 5 o -8 C

Pengaturan Diferential

Fungsi utama thermostat adalah menjalankan motor kompresor baik suhu pendinginan meningkat (naik) pada batas tertentu. Batas ini disebut "Cut in" temperatur setting dan menghentikan motor kompresor saat suhu pendinginan mencapai titik terendah sesuai pengaturannya titik suhu terendah ini disebut "Cut on" temperatur setting. Mengatur differensial adalah mengatur kerja thermostat atau mengatur perbedaan titik cut in dan titik cut out. Perbedaan (differensial) ini tergantung pada aplikasi atau kondisi pendinginannya. Meskipun begitu perlu berhati-hati waktu melakukan pengaturan ini sebab bila perbedaan ini terlalu kecil maka sistemnya akan dapat mengalami "short cycle".

Short cycle adalah selang waktu cut ini dan cut out yang sangat singkat sehingga kerja kompresor terputus-putus. Hal ini dapat membahayakan kompresor. Namun bila perbedaan ini terlalu besar maka temperatur pendinginan akan meningkat menjadi tinggi sebelum terjadi cut in. Hanya dengan banyak berlatih maka akan dapat menentukan differensial yang tepat sesuai keinginan pada setiap kondisi yang berbeda. Memutar baud differensial ke dalam, differensial makin kecil dan memutar baud differensial ke luar, differensial makin besar.

Thermostat diatur pada cut ini + 7 o C dan 1

C cut out dengan differensial 6 K. Thermostat ini dapat diubah rangenya menjadi lebih tinggi atau lebih rendah sesuai keinginan kita, misalnya diubah

menjadi + 10 o C cut in dan + 4

C cut out tanpa merubah differensialnya.

Gambar 12.16 Grafik Pengaturan Suhu

Berikut ini diberikan suatu contoh kasus dari suatu unit tata udara, sebagai berikut:

Dalam suatu ruangan khusus diharapkan mempunyai suhu yang

konstan + 3 o C dengan perbedaan suhu pada alat kontrolnya sebesar

0 4 K maka untuk memenuhi

3 C keperluan tersebut, thermostat

harus diatur untuk : cut in pada suhu + 5 o C dan

cut out pada suhu 1 o C.