Refrigrasi adalah proses pengambilan kalor atau panas dari suatu bendatau ruang untuk menurunkan

temperaturnya. Untuk mengambil kalor dari udara, maka harus bersentuhan dengan suatu bahan atau

material yang memiliki temperatur lebih rendah.

Dalam sistem refrigerasi terjadi pindah panas yang melibatkan perpindahan panas dari cairan

yang satu ke yang lainnya atau dari padatan menjadi cair, hal itu terjadi proses pengupan air dari suatu

bahan di bawah kondisi adiabatik. Pengetahuan tentang prinsip perpindahan panas adalah penting

sebagai syarat mutlak dari operasi sistem refrigerasi.

Temperatur dipertahankan di bawah ambient bagian dalam sistem meghendaki keduanya

yaitu perpindahan panas dan penghambatan dari serbuan panas menuju batas sistem, laju panas yang

dipindahkan dari sistem perlu dipertahankan suhunya sebanding dengan muatan mesin refrigerator.

Mesin refrigerasi memiliki tiga sistem terpisah, yakni :

(1) Sistem Refrigrasi (2) Sumber utuk menggerakan komprensor yang biasanya berupa motor listrik (3) Sistem kontrol untuk menjaga suhu benda atau ruang seperti yang diinginkan.

Mesin refrigran dapat berupa lemari es pada rumah tangga, mesin pembekuan (Freezer),

pendingin sayur dan buah-buahhan pada supermaket, mesin pembuat es balok, pembuat es krim, cool

storage dan lain-lain.

Suhu tinggi dan suhu rendah dipertahankan dalam sistem refrigerasi adalah dibuat sedemikan rupa

sehingga penggunaan cairan refrigeran yang secara langsung dialirkan menuju sistem. Titik didih

cairan atau suhu uap adalah merupakan fungsi dari tekanan absolut. Dengan penurunan tekanan, suhu

titik didih yang rendah mungkin dihasilkan. Penyebab dari penyerapan panas dalam pembentukan

panas dari uap refrigeran yang demikian itu diuapkan pada tekanan rendah dan suhu rendah. Uap

bilamana dikompressi pada tekanan tinggi akan merapat pada suhu tinggi dan panas yang diserap

akan dilepaskan dari refrigeran sebagai uap yang rapat kembali ke dalam cairan pada suhu tinggi dan

tekanan tinggi.

Sistem refrigrasi pada dasarnya dibagi menjadi dua bagian yitu :

a. Sistem refrigrasi mekanik, dimana akan ditemui adanya mesin-mesin penggerak alat mekanik lain seperti :

Refrigrasi sisitem Komprensi Uap

Refrigrasi siklus udara

Akriogenik/refrigrasi temperatur ultra-rendah

Refrigrasi siklus sterling

b. Sistem refrigrasi non mekanik, dimana tanpa menggunakan mesin-mesin penggerak/dan alat mekanik lain, seperti :

Refrigrasi Thermoelektrik

Refrigrasi absorbsi

Refrigrasi steam jet

Arefrigrasi magnetic

Heat pipe

Sistem Kompresor Uap dan Komponennya

Mesin Pendingin Komprensi Uap.

Mesin komprensi uap ini memiliki komponen utama kompresor dan penggeraknya, kondensor,

evaporator dan alat ekspansi yang dapat berupa pipa kapiler atau katup ekspansi.

Fluit kerja yang banyak di jumpai dalam mesin pendingin ini adalah freon dengan

kecenderungan pilihan jenis non CFC mengingat kelestarian lingkungan hidup harus dijaga. Skema

sistem kompressi uap sederhana dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 1. Skema Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana

Secara singkat proses thermodinamika refrigran yang berada didalam sebuah mesin

pengkondisian udara komprensi uap adalah sebagai berikut :

Refrigran yang berupa uap dikompresikan oleh kompresor dari kondsi uap dari tingkat satu ke tingkat dua dengan mengalami kenaikan tekanan, temperatur dan etalphi.

Dari tingkat dua, dimana refrigran berfase uap panas lanjut dikondensasikan dengan cara melewati kondensor dan beruba fase menjadi cair jenuhdengan tingkat keadaan tiga.

Dari tingkat tiga refrigran diekspansikan secaraisoentalphi dalam sebuah alat ekspansi sehingga temperatur dan tekanannya turun hingga berada dibawah temperatur yang diinginkan, sehingga

dapat digunakan mendinginkan udara atau benda lain yang diinginkan dalam sebuah evaporator.\

hasil ini mengakibatkan sebagian refrigran berubah dari cair menjadi uap, sehingga tingkat ke

empat terjadi campuran antara cair jenuh dengan uap jenuh.

Proses terakhir adalah proses evaporasi refrigran dari tiik ke empat menjadi titik satu dimana diharapkan seluruh refrigran yang mengalir telah berubah menjadi uap jenuh atau panas lanjut.

Yang paling penting dalam sistem refrigerasi adalah komponen kompressor. Bilamana

kompressor dalam sisten bekerja maka gas refrigeran akan ditarik ke dalam kompressor secara

kontinu. Tekanan rendah dipertahankan pada sisi pengisap karena tekanan rendah refrigeran dapat

menguap pada suhu rendah. Dalam kompresor, gas refrigeran ditekan dan menyebabkan pertambahan

dalam tekanan dan suhu selama proses. Gas panas refrigeran kemudian akan mengalir ke dalam

tabung penangas (heat exchanger) yang dinamakan kondensor, dimana panas dilepaskan dalam proses

kondensasi pada tekanan dan suhu konstan. Dari kondensor cairan refrigeran mengalir ke dalam

tangki penampung cairan refrigeran. Dalam sebagian sistem lain biasa tidak menggunakan tangki

penampungan dan refrigeran hanya langsung berputar menuju sistem.

Bilamana digunakan untuk pendinginan, cairan refrigeran mengalir dari tangki

penampungan pada tekanan rendah pada sistem refrigerasi menuju katup ekspansi. Tekanan jatuh

yang terjadi sebagai refrigerasi yang melewati katup ekspansi tidak berubah kandungan panas dari

refrigeran. Akan tetapi, suhu akan turun pada suhu titik didih dari cairan pada tekanan rendah. Cairan

refrigeran dingin lalu akan mengalir ke tabung penangas yang lain yang dinamakan evaporator

dimana sistem ini berfungsi sebagai pendingin, dan panas yang diserap oleh refrigeran dalam proses

penguapan pada suhu dan tekanan tetap. Dari evaporator , gas refrigeran dingin ditarik ke dalam sisi

pengisap pada kompresor, demikianlah sempurnanya sistem regrigerasi ini.

Cairan

refrigerant

Kompressor

Evaporator Katup Ekspansi

Kondensor

Cairan

jenuhGas

Ruang

pendingin

Siklus Pendingin Sistem Kompresi

Cairan

P T

T

P T

P

Gambar 2. Siklus Refrigerasi

1.2 Komponen Utama Mesin Pendingin

Pada dasarnya semua mesin pendingin terdiri dari beberapa bagian penting diantaranya :

o Kompresor o Evaporator o Alat ekspansi o Pipa kapiler o Kondensor o Refrigran o Katup selenoit o Filter (Saringan) o Alat Pengatur refrigran o Akumulator

Bagian Bagian tersebut adalah sebagian utama dan penting yang biasa ditemukan dalam

semua sistem mesin pendingin.Didalam sistem pada alat mesin pendingin bahan pendingin ( refrigran)

mengalir melalui komponen tersebut.

Kompresor

Kompressor merupakan jantung dari mesin pendingin yang berfungsi menekan bahan

pendingin ke semua bagian dari sistem. Pada sistem refrigerasi bekerja membuat perbedaan tekanan

sehingga bahan pendingin dapat mengalir dari satu agian ke bagian lain dari sistem. Kompresor

atau Pompa hisap tekanan berfungsi mengalirkan refrigran keseluruh sistem pendingin yang sistem

kerjanya dengan mengubah tekanan sehingga terjadi perubahan tekanan yang kemungkinan refrigran

berpindah dari sisi bertekanan tinggi ke sisi bertekanan rendah.

Kompresor pada sistem refrigerasi berfungsi :

a. Menurunkan tekanan di dalam evaporator, sehingga ahan pendingin cair di evaporator dapat mendidih/menguap pada suhu yang lebih rendah dan menyerap panas lebih banyak dari ruang di

dekat evaporator.

b. Menghisap bahan pendingin gas dari evaporator dengan suhu rendah dan tekanan rendah lalu memamnpatkan gas tersebut sehingga menjadi gas suhu tinggi dan tekanan tinggi. Kemudian

mengalirkan ke kondensor, sehingga gas tersebut dapat memberikan panasnya kepada zat yang

mendinginkan kondensor lalu mengembun.

Jenis kompresor yang biasa dipakai dalam sistem mesin refrigran komprensi uap adalah :

Kompresor Torak

Kompresor torak adalah jenis kompresor yang bentuknya dan konstruksinya lebih

menguntungkan sehinga dapat dirancang untuk berbagai kapasitas. Kompresor tipe ini terutama

dipakai dengan bahan pendingin yang memerlukan pergerakan torak yang kecil dan mengembun pada

tekanan yang tinggi. Bahan pendingin yang banyak dipakai adalah R12, R22, R500, R502 dan R717.

Kompressor ini mempunyai lubang yang sempit pada dudukan katupnya, maka tidak dapat dipakai

secara ekonomis untuk bahan pendingin dengan tekanan rendah yang memerlukan jumlah volume

yang besar.

Kompressor torak dibuat mulai dari 1/12 PK untuk lemari es dan 100 PK bahkan lebih untuk

industri, alat ini bekerja seperti motor bakar dua langkah dengan piston bergerak bolak balik di

dalamnya. Gerakan ini disebabkan oleh gerak putar poros engkol oleh motor listrik. Komproser ini

terbagi atas tiga yaitu open hermatic, semi hermatic unit dan hermatic unit. Seperti pada gambar

berikut

Gambar 4. Kompresor Torak

Kompresor Rotari

Kompresor ini ada tiga jenis yaitu :

Kompresor Rotari Jenis Rolling Piston yang menggunakan roler yang berbentuk silinder yang berputar pada poros eksentrik.

Kompresor rotari jenis Rotaring vane yang menggunakan sudut rotari yang berputar secara seri yang dipasang dengan jarak yang teratur.

Kompresor Sekrup yang dimana saluran tekan dihasilkan dari adanya dua baut rotor yang dipasang dalam rumah kompresor yang sedemikian rupa sehingga uap refrigran yang

terperangkap akan terdorong dan menghasilkan tekanan.

Keuntungan menggunakan kompressor rotari adalah pemakaian energi listri lebih hemat,

bentuknya kompak, kecil dan sederhana; tekanannya rata, suaranya tenang; dan getarannya kecil.

Sedangkan kerugiannya adalah jika terjadi kerusakan sulit diperbaiki, pembuatannya lebih sukar dan

harganya lebih mahal.

Gambar 5. Jenis-Jenis Kompresor Rotari.

Kompresor Sentrifugal

Kompressor ini pada dasarnya terdiri dari sejumlah roda impeler yang dipasang secara seri

pada batang baja denbgan rumah-rumah dari besi cor dan jumlah impelernya tergantung dari

keinginan berapa besar head yang hendak dicapai selama proses kompressi. Pada sistem refrigerasi

jenis ini biasa digunakan unit-unit dengan kapasitas esar. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada gambar

berikut :

Gambar 6. Kompresor Sentrifugal

Kondensor

Kondensor adalah suatu alat kondensasi untuk mengubah gas menjadi cair dan mengalirkan

ke alat pengatur bahan pendingin. Kondensor juga merupakan alat penukaran kalor dimana berfungsi

membuang kalor dan mengubah wujud bahan pendingin dari gas menjadi cair. Uap panas refrigran

yang melewati dinding pipa kondensor bersentuhan dengan media pendingin. Akibat dari pelepasan

kalor ke media pendingin, maka uap refrigran beruba fasa menjadi cair jenuh. Kondensor ditempatkan

antara kompresor dan alat pengatur bahan pendingin (pipa kapiler) . Kondensor biasanya ditempatkan

di luar ruangan yang sedang didinginkan, agar dapat membuang panasnya ke luar kepada zat yang

mendinginkannya.

Kondensor dengan perencanaan yang baik harus dapat membuat cairan dingin lanjut

(subcooling) dari pendingin cair sebelum meninggalkan kondensor tersebut. Di dalam kondensor

tekanan refrigeran sedikit berkurang, tekanan ahan pendingin dari kondensor harus lebih tinggi

daripada tekanan pada sisi lain dari sistem. Tekanan yang rendah dalam kondensor adalah baik dan

ekonomis tetapi tekanan bahan pendingin yang meninggalkan kondensor harus cukup tinggi untuk

mengatasi gesekan pipa dan tahanan dari alat pengatur bahan pendingin. Tekanan di dalam kondensor

yang sangat rendah dapat menyebabkan bahan pendingin tidak dapat mengalir melalui pipa kapiler.

Pemilihan macam dan ukuran kondensor untuk suatu sistem terutama didasarkan pada yang

paling ekonomis seperti harga unit, jumlah energi yang diperlukan, harga dari zat yang akan dipakai

untuk mendinginkan kondensor dan tempat atau ruang yang dibutuhkan untuk pemasangannnya.

Ada tiga jenis kondensor yang umum digunakan, yaitu :

(1). Kondensor berpendingin udara (air cooled condenser) (2). Kondensor berpendingin air (3). Kondensor berpendingin air dan udara

(1) Kondensor Berpendingin Udara

Kondensor jenis ini mempunyai dua tipe dalam mengalirkan udara yaitu dengan konveksi alami

dan konveksi paksa dengan bantuan kipas. Konveksi secara alami mempunya laju aliran udara yang

melewati kondensor sangat rendah karena hanya mengandalkan kecepatan angin yang terjadi pada

saat itu. Kondensor jenis ini hanya cocok untuk unit kecil seperti kulkas, freezer untuk rumah tangga.

Kondensor berpendingin udara dengan bantuan kipas dalam menyirkulasi media pendinginnya

dikenal sebagai konveksi paksa. Jenisnya dapat dikelompokkan menjadi dimana kipasnya diatur jarak

jauh (remote kontrol) dan kipasnya dirakit bersama dengan unit kompresor atau disebut condensing

unit. Kapasitas kondensor jenis ini biasanya cocok untuk beban mulai kurang dari 1 KW hingga 500

KW bahkan lebih.

Gambar 7. Kondensor Berpendingin Udara

(2) Kondensor Berpendingin Air

Kondensor berpendigin air dapat dibedakan menjadi dua kategori yaitu :

a. kondensor yang air pendinginnya langsung dibuang b. kondensor yang air pendinginnya disirkulasi kembali. Sesuai dengan namanya kondensor yang airnya langsung dibuang maka air yang berasal dari

suplai air dilewatkan ke kondensor dan dibuang atau ditampung di suatu tempat dan tidak digunakan

lagi. Sedangkan kondensor yang airnya disirkulasi lagi maka air yang keluar dari kondensor

dilewatkan melalui menara pending (cooling tower) agar temperaturnya turun. Selanjutnya air

dialirkan kembali dalam kondensor demikian seterusnya secara berulang.

Gambar 8. Kondensor Berpendingin Air

(3) Kondensor Berpendingin Udara dan Air

Kondensor evaparatif pada dasarnya adalah kombinasi antara kondensor dengan menara

pendingin yang dirakit satu unit. Untuk lebih jelasnya dapat dlihat pada gambar berikut :

Gambar 9. Kondensor Evaporatif

Evaporator

Evavorator adalah suatu alat penukar kalor dimana suatu cairan yang mudah menguap

digunakan sebagai media pemindahan kalor dari permukaan produk yang sedang didinginkan. Alat ini

berfungsi untuk menyerap panas dari udara atau benda dalam pendingin dan mendinginkannya.

Kemudian membuang kalor tersebut melalui kondensor di ruang yang tidak diinginkan. Jadi

evaporator fungsinya kebalikan dari kondensor.

Evaporator merupakan sebuah ruangan tempat bahan pendingin cair menguap. Bahan

pendingin gas ditambung di akumulator lalu mengalir ke kompressor. Evaporator memberikan panas

kepada bahan pendingin cair sebagai kalor laten penguapan sehingga bahan pendingin menguap.

Bahan pendingin gas membawa kalor tersebut ke kompresor dan membuangnya ke luar melalui

kondensor. Evaporator dibuat dengan bermacam-macam bentuk, ukuran, jenis konstruksi. Menurut

konstruksi ada tiga jenis prinsip konstruksi evavorator yaitu :

(1) Evaporator jenis pipa telanjang (2) Evaporator jenis Pelat (3) Evaporator jenis pipa bersirip

(1) Evaporator jenis pipa telanjang

Evaporator jenis ini biasanya terbuat dari bahan pipa baja atau tembaga. Pipa baja biasa

dipakai untuk evaporator yang mempunyai kapasitas yang besar dan umumnya digunakan untuk

sistem yang menggunakan amoniak sebagai refrigeran. Sedang untuk jenis tembaga biasa dipakai

untuk berbagai kapasita dari yang kecil hingga kapasitas besar dengan bahan refrigeran selain

amoniak.

Gambar 10. Evaporator Jenis Pipa Telanjang

(2) Evaporator Jenis Pelat

Beberapa jenis konstruksi evaporator jenis pelat, satu diantaranya adalah terbuat dari dua buah

pelat dimana salah satu pelatnya bergelombang yang kemudian dilas titik sehingga celah diantara

kedua pelat tersebut menjadi saluran untuk mengalirkan fluida pemindah kalor.

Gambar 11. Evaporator Jenis Pelat

(3) Evaporator Bersirip

Evaporator bersirip dibentuk dari evaporator pipa telanjang yang dipasangi pelat tipis atau sirip

yang disusun rapi sedemikin rupa sehingga sirip-sirip tersebut dapat berfungsi seagai penyerap kalor

kedua atau dengan kata lain sirip-sirip pada evaporator akan menghasilkan luas permukaan pemindah

kalor yang lebih besar.

Jarak antara sirip dengan sirip sangat bervariasi tergantung diameter pipa yang digunakan. Pada

umumnya bervariasi dari 40 sampai 500 sirip setiap meter. Untuk mencegah pembekuan pada

permukaan pipa dan sirip maka dirancang jarak sirp berkisar 80 sampai dengan 200 sirip setiap

meternya. Tujuannya adalah untuk mengurangi hambatan laju aliran udara terutama pada evaprator

yang laju alirannya dilakukan secara alami tanpa bantuan kipas.

Gambar 12. Evaporator Bersirip

Alat ekspansi

Alat pengontrol bahan pendingin pada suatu sistem refrigerasi merupakan suatu tahanan yang

tempatnya di antara sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah. Bahan pendingin cair yang mengalir

melalui alat pengontrol tekanannya diturunkan dan jumlahnya diatur sesuai dengan keperluan

evaporator. Alat pengontrol bekerja atas dasar perubahan tekanan, perubahan suhu, perubahan jumlah

atau volume bahan pendingin.

Pada dasarnya alat pengontrol mempunyai dua fungsi utama yaitu :

a. mengatur aliran refrigeran cair dari liquid line masuk ke evaporator dimna proses pengkabutan cairan refrigeran yang terjadi dalam evaporator dapat mencapai kondisi yang dikehendaki.

b. Untuk mejaga perbedaan tekanan antara sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah dari suatu sistem refrigerasi, agar terjadi penguapan refrigeran di dalam evaportor pada tekanan rendah

yang dikehendaki. Sementara itu pada saat yang sama yang bersamaan akan terjadi pengembunan

di kondensor pada sisi tekanan tinggi.

Pada dasarnya ada enam jenis alat ekspansi yang biasa digunakan pada sistem refrigran komprensi

uap yaitu :

a. Katup ekspansi manual b. Katup ekspansi otomatik c. katup ekspansi termostatik d. Pipa kapiler e. Katup Apung Tekanan Tinggi f. Katup Apung Tekanan Rendah

Katup Ekspansi

Katup ekpansi dipergunakan untuk mengekspansi secara adiabatik cairan refrigeran yang

bertekanan dan bertemperatur tinggi sampai mencapai tingkat keadaan tekanan dan temperatur

rendah. Selain itu juga mengatur pemasukan refrigeran sesuai dengan beban pendingin yang harus

dilayani oleh evaporator. Jadi katup ekspansi bekerja mengatur supaya eavaporator dapat selalu

bekerja sehingga diperoleh efisiensi siklus refrigerasi yang maksimal.

Cara kerja katup ini adalah apabila beban pendingin turun maka katup ekspansi membuka

lebar maka refrigeran dalam evaporator tidak menguap sempurna sehingga refrigeran yang terisap

masuk ke dalam kompresor mengandung cairan. Apabila terjadi dalam waktu lama maka sebagian uap

akan mencair kembali dan katup kompressor akan mengalami kerusakan. Jika jumlah uap refrigeran

yang mencair bertambah banyak atau apabila kompresor mengisap cairan maka akan terjadi pukulan

(liquid hammer) yang dapat merusak kompresor. Sebaliknya apabila beban pendingin bertambah

besar atau apabila pembukaan katup ekspansi bertambah kecil, cairan refrigeran akan menguap

sempurna sehingga ada pada kondisi superpanas ketika mencapai seksi keluar evaporator. Dalam hal

ini kalor yang terserap bertambah bear, sehingga temperatur uap refrigeran bertambah tinggi dari pada

temperatur uapnya sehingga kompressor akan bekerja ekstra sehingga cepat rusak.

Gambar 13. Katup ekspansi

Pipa kapiler

Pipa kapiler adalah suatu jenis alat kontrol aliran refrigran yang paling sederhana, karena

hanya berupa pipa dengan diameter relatif kecil dengan panjang tertentu yang dipasang diantara

kondensor dan evaporator. Pipa kapiler sering dipakai pada mesin refrigerasi berkapasitas rendah.

Pipa kapiler adalah pipa kecil berdiameter dalam 0,8 sampai 2 mm dan panjangnya kurang lebih 1

meter. Pipa ini dipasang sebagai pengganti katup ekspansi. Tahanan dari pipa kapiler itulah yang

digunakan untuk mentrotel dan menurunkan tekanan. Diamater dan panjangnya ditetapkan

berdasarkan kapasitas pendingin., kondisi operasi dan jumlah refrigeran pada mesin pendingin.

Pemilihan diameter dan panjangnya dapat dilihat pada tabel lampiran.

Fungsi dari pipa kapiler adalah :

- menurunkan tekanan bahan pendingin cair yang mengalir didalamnya - mengatur jumlah bahan pendingin cair yang mengalir di dalamnya - membangkitkan tekanan ahan pendingin di kondensor.

Yang perlu diperhatikan dalam penggunaan pipa kapiler :

Pipa kapiler hendaknya tidak dipakai pada unt kondensor dengan pendinginan air, karena jumlah refrigeran, suhu air pendingin dan faktor lain dapat berubah-ubah.

Tekanan pengembunan hendaknya tidak terlalu tinggi, karena dalam keadaan tersebut laju aliran refrigeran akan bertambah besar dan kondisi operasi cair kembal (liquid back) tak dapat dihindari.

Jumlah refrigeran yang ada dalam mesin harus diusahakan sedikit saja untuk mencegah operasi beab berat untuk jangka waktu lama.

Penggunaan pipa kapiler disesuaikan dengan beban mesin pendingin.

Pipa kapiler berdiameter kecil dan uniform maka diusahakan diperlakukan dengan hati-hati untuk mencegah rusak dan tersumbat dari kotoran.

Refrigran

Adalah suatu zat yang berfungsi sebagai media pendingin dengan cara penyerapan panas dari

zat lain yang mempunyai temperatur lebih tinggi. Yang kerjanya secara fluid yang bisa digunakan,

dimana pada siklus refrigeran akan menyerap kalor pada salah satu sisi dan akan melepaskan kalor

pada sisi lainnya.

Syarat-syarat saifat refrigran yang baik antara lain adalah tidak beracun, tidak bereaksi

dengan oli atau material lainnya yang digunakan pada sistem tersebut. Dan jenis-jenisnys adalah

Amonia, R-11, R12, R22, R502, R134a, Propana Isobutan dan lainl ain, tapi yang paling banyak

digunakan adalah R12 dan R 22 Tapi sejak tahun 1997 R12 dilarang karena dapat merusak lapisan

ozon dan diganti dengan R 134a. Kalau R22 masih bisa digunakan sampai tahun 2014.

Beberapa petunjuk merek refrigeran di pasaran adalah sebagai berikut :

- Freon (buatan Prancis) - Genetron, Ucon, Isotron (buatan USA) - Frigen (Buatan Jerman) - Arcton (buatan Inggeris) - Asahi Fron, Daiflon (buatan Jepang) - Forane (buatan Australia) Untuk warna tabung beberapa jenis refrigeran dan peruntukkannya sebagai berikut

- R-11 (jingga) untuk kompresor sentrifugal yan besar sampai 100 ton lebih - R-12 (putih) untuk kompresor torak,rotari dan sentrifugal.

- R-13 (biru muda dengan strip biru tua) untuk kompresor torak pada sistem cascade. - R-22 (hijau) untuk untuk kompresor torak,rotari dan sentrifugal - R-113 (ungu tua) untuk kompresor sentrifugal. - R-114 (biru tua) untuk kompresor rotari kecil dan sentrifugal sampai 100 ton. - R-500 (kuning) untuk kompresor torak. - R-502 (ungu muda) untuk kompresor torak dengan satu atau dua tingkat. - R-503 (biru hijau) untuk kompresor torak pada sistem cascade - R-717 (perak) untuk kompresor torak - R-764 (hitam) untuk kompresor torak.

Katub Solenoid

Katup solenoida adalah katup yang dibuka dengan menggunakan gaya elektromagenetik

pada waktu saklar bekerja ON. Apabila arus listrik mengalir melalui koil maka akan terjadi medan

magnetik sehingga plunyer akan tertarik ke arah lain dalam keadaan katup membuka. Apabila aliran

listrik OFF maka plunyer bergerak ke posisi semula dengan cepat karena beratnya sendiri. Dalam

keadaan ini katup tertutup.

Katup solenoid digunakan secara luas sebagai katup untuk membuka atau menutup secara

otomatik suatu aliran refrigran. Jadi merupkan katup penutup yang operasinya berdasarkan tenaga

listrik yaitu sebuah lilitan kawat dan sebatang besi atau armatur .katup ini dapat dibagi menjadi dua

jenis adalah Direct acting dan Pilot operated. Gambar dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 14. Katup solenoida dengan tipe langsung dan tipe pilot

Filter (Saringan).

Filter atau saringan pengering ini berfungsi menyerap semua kotoran yang terkumpul bersama

refrigran yang berasal dari kondensor.

Pada umumnya saringan pengering terdiri atas silika gel yang berfungsi menyerap kotoran,

air, uap air, asam, hasil uraian pelumas dan endapan. Dan Screen yang terdiri dari jaringan kawat kasa

yang halus untuk menyaring butiran-butiran kotoran seperti potongan timah,karat pasir halus dan lain-

lain.

Kotoran dan serbuk logam yang ada dalam refrigeran yang bersirkulasi dapat mengendap atau

menempel pada orifis dari katup ekspansi, pada katup isap atau pada katup buang kompressor,

sehingga akan mengganggu kerja kompresor. Selain itu juga dapat merusak bantalan dan penyekat

poros. Oleh karena itu, kotoran tersebut harus dibuang dengan mengalirkan refrigeran melalui

saringan cairan atau saringan isap.

Saringan cairan dipasang sebelum katup ekspansi dari pipa refrigeran cair. Saringan cairan

tersiri atas jaringan saringan yang diletakkan di dsalam silinder. Saluran di dalam saringan berbentuk

huruf L seperti pada pengering. Jaringan filter dapat diperiksa dan dibersihkan tanpa membuka pipa-

pipa.

Gambar 15. Saringan cairan

Gambar 16. Saringan tekanan isap

Alat pengatur Refrigran

Alat pengatur refrigeran berupa katup pengatur penguapan dipasang pada pipa isap, yang

terletak di antara kompresor dan evaporator. Alat pengatur Refrigran merupakan batasan antara sisi

bertekanan tinggi dengan sisi bertekanan rendah. Alat ini diletakkan sebelum evaporator dan

berfungsi sebagai pengatur jumlah dan tekanan refrigran yang mengalir ke evaporator.

Di dalam evaporator tunggal, katup digunakan untuk mempertahankantekanan penguapan

refrigerasi di dalam evaporator pada harga konstan. Untuk menjamin operasi sistem pendinginan yang

kontinu tekanan penguapan harus dipertahankan pada suatu harga tertentu. Hal ini disebabkan karena

jika kapasitas kompresor naik karena berkurangnya beban dan turunnya tekanan kondensasi, maka

kapasitas kompresor menjadi terlampau besar dan tekanan penguapannya akan berkurang, sehingga

katup akan menutup. Dengan demikian hambatan aliran melali katup akan bertambah besar dan

tekanan di dalam kompresor akan turun.

Gambar 17. Pemasangan katup pengatur tekanan evaporator

Akumulator.

Akumulator biasa disebut suction accumulator, surge drum atau header. Akumulator

berfungsi mencegah dan menampung refrigran cair dari evaporator masuk ke saluran isap kompresor.

Akumulator dapat melindungi sistem dari kerusakan dengan bercampurnya refrigeran dengan minyak

pelumas atau berfungsi meredam suare (mufler) pada sisi tekanan rendah sistem. Untuk memilih jenis

akumulator maka perlu diperhatikan :

- mempunyai kapasitas untuk meanmung bahan pendingin yang tepat. - Harus mampu mengembalikan minyak dalam jumlah yang sesuai dengan keadaan beban. Pada

suhu evaporator yang rendah -45 sampai 5 oC campuran bahan pendingin dan minyak pelumas

akan memisah. Dan harus memakai pemanas pada suhu -12 oC agar minyak dapat tetap mengalir

kembali ke kompresor.

- Jangan sampai menyebabkan penurunan tekanan yang besar pada sistem dan dibatasi hanya sampai

oF.

Gambar 18. Beberapa jenis akumulator

1.3 Perawatan Mesin Refrigerasi (Cold Storage)

Perawatan mesin dapat berupa pengecekan atau pemeriksaan, perbaikan atau pengisian bahan

refrigeran. Perawatan mesin bertujuan untuk mempertahankan agar semua peralatan atau komponen

mesin dalam kondisi optimun sehingga diperoleh :

o Waktu operasi maksimal o Pemakaian daya rendah/biaya operasi murah o Operasi handal dan menghindari penghentian mesin karena kerusakan atau kecelakaan o Umur mesin lebih panjang o Operasi memuaskan Untuk merawat mesin refrigerasi beberapa yang perlu diperhatikan :

Kekuatan : instalasi hendaknya kokoh dan tahan terhadap tekanan gas dan tahan terhadap korosi.

Kerapatan gas : instalasi harus bebas dari kebocoran gas.

Uap air : sistem refrigerasi harus bebas dari air.

Debu : Sistem regrigerasi harus bebas dari debu atau kotoran lain.

Kualitas air pendingin : untuk melindungi dari korosi maka harus diperhatikan air pendingin.

Minyak pelumas : harus digunakan yang sesua untuk mencegah endapan dan kerak.

Penyetelan alat keamanan : pemasangan dan penyetelan harus tepat. Untuk menghindari kerusakan dan kecelakaan, maka semua peralatan dan alat keamanan harus

diperiksa secara periodik. Kegiatan tersebut dinamai dengan pencegahan (preventif maintenance).

Dengan menjadwal perawatan tujuan dan sasaran dari pengendalian perawatan hendaknya didasarkan

pada pertimbangan ekonomi. Beberapa hal yang harus diperhatikan :

Sediakan gambar rancangan sistem yang lengkap.

Siapkan dokumen penting yang menyatakan sejarah peralatan (catatan perawtan, bagian yang diganti, tindakan perbaikan yang pernah dilakukan).

Ukuran dan spesifikasi mesin dari bagian yang diganti serta penggantinya.

Catatan daya yang digunsakan.

Catatan pekerjaan dan cara perawatan. Pemeriksaan/Pengecekan

Pemeriksaan mesin refrigerasi dapat berupa :

Pemeriksaan harian

Pemeriksaan dengan penjadwalan

Pemeriksaan sewaktu-waktu (insidentil) Pemeriksaan harian berupa :

Terminal rangkaian listrik

Tekanan sisi rendah dan sisi tinggi

Tekanan minyak pelumas

Baut-baut yang kendor

Kebocoran gas pada pipa

Saringan /filter

Dan lain-lain. Pemeriksaan dengan penjadwalan berupa :

Penggatian minyak pelumas

Penggantian filter drier

Penggantian saringan

Pengisian refrigeran

Pemeriksaan sewaktu-waktu (insidentil) berupa :

Mesin-mesin tiba-tiba rusak

Adanya gangguan atau suara mesin tidak normal

Pemeriksaan pada setiap komponen mesin refrigerasi sebagai berupa :

(1). Kompresor

pompa minyak pelumas /tekanannnya

suhu pada kepala silinder, rumah engkol dan bantalan

Terminal kompresor

Bunyi torak dan metal (2). Motor Listrik

Daya listrik berupa tegangan dan arusnya

Suhu pada rumah stator dan lilitan (3). Kondensor

Pipa dan sambungan pipa

Permukaan cairan refrigeran (pada cermin level)

Suhu refrigeran masuk dan keluar (4). Evaporator

Pipa dan sambungan pipa

Suhu dan tekanan masuk dan keluar

Koil pendingin (5). Distributor (pengaman)

Suhu refrigeran cair

Kaca pengamatan (indikator level)

Koil pada katup solonoida

Bagian masuk dai katup ekspansi

Pengukuran Kinerja Sistem Refrigrasi.

Pengukuran kinerja mesin refrigerasi dengan jalan memahami terlebih dahulu kinerja sistem

refrigrasi dengan :

menghitung efek refrigran, kerja kompresor, pembuangan panas di kondensor

membandingkan kinerja sistem refrigrasi dengan alat ekspansi pipa kapiler dan TXV

membandingkan kinerja sistem refrigrasi terhadap perubahan tekana kerja pada kondensor sebagai simulasi perubahan temperatur lingkungan.

Adapun pengukuran kinerja tersebut berupa :

- Tekanan discharge - Tekanan suction - Temperatur discharge - Temperatur section

- Temperatur masuk ekspansi - Temperatur masuk evaporator - Temperatur kabin - Arus listrik yang mengalir - Tegangan listrik - Daya listrik

Perbaikan/ Pengerjaan Perpipaan

Bila mesin refrigerator kita rusak lalu kita ingin memperbaiki tentu memerlukan peralatan

yang lengkap untuk mendukung pekerjaan dengan baik, Adapun peralatan kerja yang diperlukan,

dapat dikelompokan menjadi dua yaitu alat untuk mengerjakan pipa dan alat untuk mengisi refrigran.

Alat yang digunakan untuk mengerjakan pipa :

Tubing Cutter (Pemotong Pipa) berfungsi sebagai pemotong pipa dan memperkecil ujung pipa tembaga

Gambar 19. Alat pemotong pipa

Pembengkok pipa berfungsi untuk membengkokan pipa, sebab tidak semua pipa yang ada pada mesin refrigrasi itu lurus, ada yang bengkok dan juga yang berbelok arah. Alat pembengkok pipa

yang biasa di pakai ada dua macam yaitu :

(1) Pembengkok pipa Pegas

Selain harganya murah , pengoperasiannya sangat mudah, caranya bagian pipa yan akan

dibengkokan dimasukkan kedalam pegas, kemudian pipa dibengkokkan dengan pelan dengan

penekananpada titik pusat di tengah pegas.

(2) Pembengkok Tuas Alat pembengkok pipa tuas ini mudah mengoperasikannya dan memberikan hasil yang rapi, alat

ini ada yang hanya satu ukuran dan ada pula yang mampu membengkokan pipa dengan beberapa

ukuran. Cara mengoperasikannya sebagai berikut : pipa diletakkan tepat pada bagianpipa yang

akan dibengkokkan, lalu di tekan pelan-pelan hingga membeentuk sudut atau bengkokkan yang

dikehendaki.

Gambar 20. Alat pembengkok pipa

Flaring dan Swaging Tool Flaring Tool berfungsi untuk mengembangkan diameter ujung pipa agar dapat disambungkan

dengan sambungan berulir.

Swaging tool berfungsi membesarkan ujung pipa agar dua batang pipa yang sama dapat

disambung dengan solder atau las.

Gambar 21. Flaring dan swaging tool

Vice Grip Vice grip/pince off plier (pembuntu pipa ) mempunyai fungsi menggencet pipa agar menjadi

buntu.

Gambar 22. Alat pembuntu pipa

Pengujian mesin refrigerasi

Sebelum mesin refrigerasi dioperasikan/dilakukan pengisian refrigeran maka ada beberapa

tahapan pengujian yang harus dikerjakan antara lain :

(1) Pengujian hidrolik

Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan tekanan hidrolik terhadap komponen atau bagian

dari tangki tekanan, misalnya kompresor, kondensor (jenis tabung dan pipa) receiver, tabung minyak,

pengering dan saringan. Biasanya kegiatan ini dilakukan di pabrik.

(2) Pengujian kebocoran gas

Pemeriksaan kebocoran gas dilakukan terhadap komponen kompresor dan tangki tekanan.

Biasanya dilakukan di pabrik atau di tempat instalasi.

(3) Pengujian kebocoran

Pengujian dilakukan untuk memeriksa kebocoran dari seluruh sistem apakah bebas dari

kebocoran cairan atau gas refrigeran.

(4) Pengujian vakum

Setelah dilakukan pengeringan vakum maka sistem dibiarkan dalam keadaan vakum tinggi dan

diperiksa apakah terjadi kebocoran.

(5) Pengisian refrigeran

Setelah tahapan di atas sudah selesai dan baik maka barulah dilakukan pengisian refrigeran.

Pengisian refrigran

Sebelum mengisi refrigeran maka perlu diketahui beberapa perlengkapan yang digunakan

untuk mengisi refrigeran sebagai berikut :

Brander Alat ini dapat dilepas diganti dengan LPG, caping gas, kompor minyak dan juga dapat memakai

gas karbit, guna alat ini untuk menyambung atau melepaskan sambungan pipa yang di solder

dengan timah atau perak.

Cermin

Cermin yang digunakan adalah cermin yang biasa digunakan dokter gigi yang berfungsi untuk

melihat, memeriksa hasil pengelasan dan mencari kebocoran pada tempat yang sulit dilihat.

Pompa Vakum. Gunanya untuk mengosongkan dan membersihkan pipa dari kotoran yang menyumbat.

Gambar 23. Pompa vakum

Manifol Berfungsi untuk memeriksa tekanan dan vakum, mengisi atau membuang bahan pendingin,

menanbah minyak kompresor.

Tester Untuk memudahkan pekerjaan pemeriksaan komponen l;istrik seperti tegangan, arus, tahanan,

kapasitor dan lain-lain.

Kapasitor Tester Untuk memudahkan pekerjaan memeriksa start kapasitor, alat ini sangat akurat dalam

menunjukkan kondisi star kapasitor.

Solder Listrik. Solder listrik digunakan untuk menyambung dan menambal pipa bocor agar hasil yang diperoleh

baik.

Tubing Brushes Berfungsi untuk membersihkan bekas potongan pipa, baik yang berada di dalam maupun diluar

pipa.

Kunci-Kunci Kunci-kunci yang dibutuhkan seperti, obeng, kunci pas/ring, kunci inggris, dan kunci sok serta

obeng tes untuk memeriksa aliran listrik.

Alat Pencari Kebocoran. Ada tiga macam cara untuk mencari kebocoran pada pipa, yaitu : Dengan air sabun, dengan

nyala api, dengan sistem elektronis. Yang sering digunakan adalah leak detector, memakai bahan

bakar dari alkohol, propane atau gas alam. Dengan melihat perubahan nyala api dapat diketahui

tempat yang bocor.

Thermometer Saku Fungsinya adalah utuk mengukur suhu, dan cara kerjanya adalah berdasarkan efek pemuaian

dan penyusutan air raksa di dalam tabung berskala.

Teknik Mengisi Refrigran

Sebelum melakukan pengisian periksa bagian-bagian dari sistemny setelah pekerjaan refarasi

selesai, untuk mengisinya sistem harus dikosongkan dan hampa udara serta bersih dari kotoran-

kotoran dengan menggunakan pompa vakuum, untuk mengisi bahan refrigran pada refrigrator ada tiga

cara yaitu :

Mengisi berdasarkan berat Caranya dengan menaruh gas refrigran diatas timbangan catat berat kotor dari tabung.

Hubungkan tabung ke keran manifol melalui selang dan buka keran A dan tutup keran E ataun

sebaliknya tergantung sisi mana yang kita gunakan. Isi sampai berat ayng terterah pada label

atau buku petunjuk pada mesin refrigran tersebut.

Mengisi berdasarkan suhu dan tekanan. Cara ini dilakukan bila keterangan label atau buku petunjuk mesin refrigran hilang . caranya

adalah cara pengisiannya sama dengan cara diatas, tapi setelah kita isi gas refrigran , mesin

refrigrasi kita nyalakan setelah berjalan beberapa menit kemudian diperiksa bagian kondensor

dengan menggunakan termometer ndengan suhu 1000

F yan dimana suhu Kamar 90 0

F

ditambah temperatur defference 20 0 F.

Gambar 24. Bagan alir pengisian refrigeran

Berdasarkan Frost Line Bila sistem sudah banyak berubah sehingga tidak diketahui berapa isi maksimal dan tekanannya

atau keterangan lain, kita dapat mengisi dengan cara frost line.Fros line adalah bunga es yang

terjadi mulai dari evaporator sampai saluran hisap kompresor.Caranya sebagai berikut setelah

manifol dipasang seperti pada sitem diatas gas refrigran dialirkan dengan cara membuka kerang

mainifol sampai mencapai 20 psig. Setelah itu sistem dijalankan, perhatikan skala tekanan pada

sisi tekanan tinggi naik sampai 80 psig. Pada kondisi itu kerang dekat meter ganda dibuka

Penyedian Peralatan

Penyambungan

komponen pengisian

Pengosongan/pengha

mpaan (evacuating)

Periksa

kebocoran

Pengisian refrigeran

Ya

Tidak

Lepaskan seluruh

sambungan

pengisian

Mesin dapat

start

sedikit dan diisi terus sampai meter ganda naik mencapai kiara-kira 50-65 psig pada skala

tekanan rendah.

Prosedur pengisian refrigeran pada unit refrigerator :

(1) buka katup-katup pada instalasi (katup solenoida) (2) Hubungkan dengan manometer, pompa vakum dan tabung refrigeran (periksa jenis refrigeran

yang dipakai)

(3) Tutup katup ke pompa vakum dan dan buka atau isi refrigeran ke sistem hingga sistem mencapai tekanan 3 kg/cm2 (45 psi)

(4) Periksa kebocoran pada seluruh sistem temasuk pada evaporator, kondensor, kompresor , perpipaan dsb.

(5) Evakuasi (pengosongan) sistem tiga kali selama 30 menit : a. buka katup ke pompa vakum dan kosongkan untuk pertama kali, b. Tutup katup ke pompa vakum dan buka tabung refrigeran hingga sistem mencapai tekanan 3

kg/cm2 atau 45 psi.

c. Buka katup ke pompa vakum lagi dan kosongkan untuk kedua kalinya. d. Ulangi langkah (b) dan (c) dan kosongan untuk ktiga kalinya. e. Tutup katup ke pompa vakum dan lalu putuskan dari daya listrik.

(6) Atur semua bimetal-relay pada posisi jalan maksimun tingkat ampere yang diperbolehkan pada instruksi pada pelat motor dengan voltase yang yang sesuai.

(7) Silangkan tekanan dengan kabel, karena tidak ada gas dalam sistem dan lalu sakelar tekanan pada posisi ON.

(8) Switch pada satu komponen stelah yang lainnya dan periksa fungsinya sesuai dengan diagram elekstik.

(9) Switch pada seluruh komponen sakelar, breaker dan kontrol dan start sistem. (10) Periksa arus listrik motor dengan Ampere meter. (11) Buka tabung gas dan isi yang ditunjukkan jumlah gas pada sisi tekanan rendah. Tabung dapat di

panaskan dengan air panas untuk mengisi lebih mudah. Jika jumlah gas tidak diketahui maka isi

hingga sightglass menjadi bersih.

(12) Amati selalu manomete, ampere-rate, dan kaca petunjuk. (13) Sesudah pengisian dalam refrigeran cukup, hentikan sistem dan periuksa kebocoran dari

seluruh sistem.

(14) Jika tidak ada kebocoran, hidupkan unit lagi dan lepaskan dengan pompa vakum dan tabung gas.

(15) Setel seluruh komponen kontrol seperti termostat, higrostat, defrost timer dan time-relay. (16) Tunggu sampai dikehendaki suhu ruang dicapai dan lalu setel katup ekspansi. Jika perlu hingga

4 oC superheating.

(17) Lepaskan kabel sambungan silang untuk switch tekanan, setel tinggi dan rendah switch teanan. (18) Periksa lagi seluruh fungsi dari komponen kontrol dan panel listrik. (19) Periksa tekanan rendah dan tinggi manometer, jika suhu ruang sudah dicapai. Tekanan tinggi 35

- 45 oC atau 95 115 oF dan tekanan rendah 10 18 oF.

(20) Insulasi pipa isap.

Kendala-kendala Pada Pengisian Refrigran

Kendala-kendala yang perlu diperhatikan pada saat pengisian refrigran adalah kendala seperti

bocoran pipa, kelebihan gas refrigran atau kebuntuan pada pipa-pipa sehingga pengisian tidak lancar.

Gambar 25. Alat pengisian rerigeran

1.4 Aplikasi mesin refrigrasi pada produk perikanan

Metode chilling yang terdiri dari : Iching (pengesan) ; ikan setelah ditangkap segera dicuci

dengan air bersih, diselubungindengan es curai dalam wadah/ruangan berinsulasi, Pendinginan dalam

udara dingin (chilling in cold air); ikan segera didinginkan dalam ruangan yang di-refrigrasi.

Pendingin dalam air (chilling in water) terdiri atas :

Air tawar (chilling/refrigerated freshwater)

Air laut (chilling/refrigerated seawater)

Air garam (chilling/refrigrated brine)

Metode pembekuan yang terdiri dari : sharp adalah produk yang dibekukan ditaruh diatas

lilitan pipa evorator (refrigerated coil). Pembekuan berlangsung lambat dan tidak dianjurkan, alatnya

digolongkan kedalam pembekuan lambat. Air-balast freezing adalah air yang dibekukan ditaruh

didalam ruangan yang ditiupkan udara beku didalamnya dengan blower yang kuat, pembekuan ini

termasuk pembekuan cepat. Adapun proses pembekuan adalah proses pembekuan ikan, dimana suhu

pada pusat ikan harus diturunkan dengan cepat hingga mencapai -180C atau lebih rendah dalam waktu

sesingkat mungkin.

Penurunan mutu ikan beku meliputi perubahan enziminatis terus berlangsung walaupun pada

suhu -400C (autolysis), warna kusam, seperti spons lembek,daging mudah terurai, mudah melepaskan

air (detaturasi protein), Pembiakan bakteri terhenti pada suhu -70C pada suhu -20

0C latent

(dekomposisi bakteriologis), Eksidasi lemak terutama pada fatty fishhes diperlambat pada suhu -200C,

Pengeringan terutama di permukaan (dehydrasi).

Gambar 26. Mesin pendingin (chilling unit)

Rangkuman

Refrigrasi adalah proses pengambilan kalor atau panas dari suatu benda atau ruang untuk

menurunkan temperaturnya. Untuk mengambil kalor dari udara, maka harus bersentuhan dengan suatu

bahan atau material yang memiliki temperatur lebih rendah. Dalam sistem refrigerasi terjadi pindah

panas yang melibatkan perpindahan panas dari cairan yang satu ke yang lainnya atau dari padatan

menjadi cair, hal itu terjadi proses pengupan air dari suatu bahan di bawah kondisi adiabatik.

Pengetahuan tentang prinsip perpindahan panas adalah penting sebagai syarat mutlak dari operasi

sistem refrigerasi.

Perawatan mesin (maintenance) dapat berupa pengecekan atau pemeriksaan, perbaikan atau

pengisian bahan refrigeran. Perawatan mesin bertujuan untuk mempertahankan agar semua peralatan

atau komponen mesin dalam kondisi optimun sehingga diperoleh waktu operasi maksimal, pemakaian

daya rendah/biaya operasi murah, operasi handal dan menghindari penghentian mesin karena

kerusakan atau kecelakaan, umur mesin lebih panjang dan operasi memuaskan. Termasuk dalam

pekerjaan maintenance adalah perawatan mesin, pengerjaan pipa, dan pengisian bahan pendingin.