KOMPRESORDalam bab ini disajikan azas kompresor yang tidak lain merupakan pompa untuk gas karena memang bersifat kompresibel (bisa dikompresi, dimampatkan). Kompresor menempati bidang penggunaan dan penerapan yang luas sehingga juga memiliki daerah tekanan yang luas. Ini akan diulas dalam klasifikasi dan konstruksi kompresor. Pasal-pasal berikutnya dalam bab ini membahas performansi kompresor berkaitan dengan kebutuhan daya, efisiensi dan langkahlangkah penghematan energi pada kompresor. 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 prinsip operasinya, maka kompresor dapat dibedakan menjadi dua yaitu :

a.

Mechanical Action Yang termasuk dalam jenis ini adalah : y y y Kompresor Torak Kompresor Rotary Kompresor Sekrup

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

1

Gambar .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.

2

Gambar .2 Aksi Mekanik Rotary Compressor

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.

3

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.3 Formasi Silinder kompresor

Operasi Piston dan Siklus Diagram Gambar.4 memperlihatkan hubungan antara posisi piston(torak) dengan operasi katub-katub kompresor ( katub hisap dan katub tekan ).

4

Gambar.4 Siklus Operasi Kompresor

Katub Kompresor Katub kompresor yang digunakan pada kompresor refrigerasi lebih cenderung ke : Pressure Actuated daripada ke : Mechanical Actuated. 192 Perhatikan lagi gambar.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.4 a, torak pada posisi titik mati atas, kedua katub menutup, karena tekanan pada ruangan silinder sama dengan tekanan discharge.

5

Gambar.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.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.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.

1. Klasifikasi dan Konstruksi Kompresor Kita sebenarnya sudah sangat akrab dengan kompresor, karena sudah biasa menggunakan pompa ban sepeda atau menggunakan kompresor ketika kendaraan kita menghadapi masalah dengan ban. Pompa sepeda lebih akrab di telinga kita ketimbang kompresor (sepeda) meskipun seharusnya istilah kedua tersebut yang lebih tepat. Mengapa? Dalam pompa sepeda, sejumlah udara diisap, kemudian dimampatkan (compressed) dengan terus menekan atau mengurangi volume yang ditempatinya. Dengan memperkecil volume, tekanan meningkat sehingga melampaui tekanan di dalam ban. Jika sudah mampu mengatasi tekanan ban dan tekanan pentil sepeda, udara di dalam pompa tadi akan masuk ke dalam ban. Semakin lama kita akan merasakan semakin berat memompa karena memang tekanan di dalam ban makin tinggi dan makin sedikit udara yang mampu masuk ke dalam ban.

6

Jadi kompresor secara fisik tidak jauh berbeda dengan pompa. Jika pompa menangani fluida cair, maka kompresor menangani fluida gas. Demikian pula jika kita sudah mengerti prinsip kerja pompa, maka begitu pula prinsip kerja kompresor. a. Jenis Kompresor Pompa sepeda termasuk dalam kompresor perpindahan (positive displacement). Dalam kompresor perpindahan, sejumlah gas diperangkap dan dipindahkan ke bagian keluaran. Selama dalam perpindahan, volume udara relatif tetap. Pada frekuensi yang sama, kapasitas aliran (massa) gas yang dipindahkan relatif konstan, tidak bergantung pada tekanan keluaran. Di sini sejumlah gas dipaksa masuk. Kapasitas kompresor jenis ini bergantung erat atau berbanding lurus dengan frekuensi atau kecepatan putar. Makin tinggi frekuensi atau kecepatan putar, makin tinggi pula kapasitasnya secara linear. kompresor lobe (cuping) atau disebut juga jenis roots yang merupakan salah satu jenis kompresor perpindahan. Misalkan pada mulanya udara terperangkap dalam ruang A. Karena lobe berputar, ruang A ini pun berpindah sampai akhirnya menempati B. Selama dalam perjalanan menuju B, volume dan tekanan udara dalam ruang tersebut tetap yakni sama dengan tekanan Ps. Andaikan tekanan Pd lebih besar dari Ps atau B, maka begitu ruang B terbuka dan berhubungan dengan Pd, udara dalam B ini langsung bertekanan (hampir) sama dengan Pd. Kompresor perpindahan ini bisa terdiri dari jenis resiprokal (gerak bolak-balik) dan rotari (berputar). Contoh di atas merupakan salah satu bentuk kompresor perpindahan rotari. Pada kompresor resiprokal, ada piston atau membran yang bergerak bolak-balik mengisap dan mendorong gas. Ciri khas jenis resiprokal ini adalah keluarannya pulsatif seperti detak jantung, b. Kompresor Sentrifugal Dari segi impeler, kompresor sentrifugal juga seperti pompa sentrifugal yaitu terbagi dalam kompresor radial, aksial dan campur. Bentuk impeler dan besarnya kecepatan spesifik juga sama seperti pompa. Oleh karena itu, dalam perhitungan kita dapat menggunakan besarnya kecepatan spesifik impeler untuk pompa.7

c. Kipas, Blower, Ventilator dan Kompresor Pada hakikatnya kipas (fan) dan peniup (blower) itu juga kompresor yang bekerja pada tekanan keluaran yang rendah, kurang dari 1 mH2O. Pada tingkat menengah, pada tekanan antara 1 sampai 10 mH2O (hampir 1 atm) disebut blower atau ventilator. Sedangkan kompresor lazim dihubungkan pada daerah tekanan yang lebih besar dari 10 mH2O. 2. Kerja dan Head Kompresor Sebelum menghitung kerja (usaha) kompresor keseluruhan yang diberikan kepada gas, kita tinjau terlebih dahulu kerja setiap jenis proses kompresi: isobarik, isokhorik, isotermal, adiabatik dan politropik. a. Isobarik Proses isobarik berjalan pada tekanan tetap, sehingga usaha yang diberikan kompresor terhadap gas adalah gaya dikali jarak perpindahan atau tekanan dikali luas dikali jarak atau tekanan dikali perubahan volumenya karena p1 konstan. Luasan ini merupakan besarnya energi yang diterima gas ketika dikompresi. Tanda minus harus diberikan karena dalam kasus ini energi gas bertambah, yang berarti perubahan energi bersifat positif sedangkan perubahan volume bersifat negatif. b. Isokhorik Karena proses kompresi isokhorik berlangsung pada volume tetap, berarti tidak ada kompresi, energi yang diterima gas juga nol, c. Isotermal, Adiabatik dan Politropik Ketiga proses ini memiliki kurva PV yang mirip (seperti tampak pada gambar di bawah). Yang paling terjal adalah adiabatik (kurva a). Proses ini bertekanan lebih tinggi pada volume yang sama karena pada proses adiabatik, volumenya berpangkat k yang

8

lebih besar dari satu. Yang paling landai tentu isotermal (kurva i) karena volumenya berpangkat satu. Kurva di antara keduanya adalah politropik (kurva p). Cara menentukan besarnya usaha (energi) yang diterima gas dalam ketiga proses itu mirip. Kita ambil politropik dalam perhitungan ini. Kerja yang diterima gas:

d. Kerja Keseluruhan Untuk menghitung kerja kompresor, kita lihat kompresor torak bolak-balik (resiprokal) yang mengkompresi udara satu siklus (putaran). Di sini kita lihat kompresor ideal yaitu kompresor yang dapat mencapai volume nol di titik mati atas. Misalkan proses kompresi berjalan dari titik 1 (titik mati bawah). Dari sini torak bergerak ke kiri sampai pada titik 2 yaitu titik di mana tekanan di dalam kompresor melebihi tekanan keluaran (reservoir). Di titik 2 ini gas yang dikompresi keluar melalui katup keluaran pada tekanan tetap sampai pada titik mati atas ideal (V=0) yaitu titik 3.

9

Karena di titik 3 ini semua gas keluar (gambar sebelah kiri), maka begitu torak bergerak ke kanan, di dalam kompresor langsung mencapai tekanan atmosfir. Di titik ini katup masukan terbuka dan gas dari katup ini masuk terisap. Proses ini berjalan secara isobarik (tekanan tetap) sampai pada titik mati bawah (titik 1). Daya yang diterima gas yang dikompresi dalam satu putaran adalah luas bidang yang diarsir yaitu luas bidang 1-2-3-4-1. Jika proses dari 1 ke 2 berjalan politropik, maka luas bidang yang diarsir tersebut adalah luas proses politropik dari 1 ke 2 yaitu luas 1-2a-b-1 ditambah luas proses isobarik dari 2 ke 3 yaitu luas bidang 2-3-0-a-2 dan dikurangi luas proses isobarik dari 4 ke 1 yaitu luas bidang 4-0-b-1-4.

Kita peroleh

10

: Perbandingan tekanan p2/p1 adalah perbandingan tekanan kompresi yaitu rasio antara tekanan keluaran terhadap tekanan masukan pada satu tingkat (stage). Karena rasio tekanan total kompresor bertingkat adalah pangkat jumlah tingkat dari rasio masingmasing, C total dapat ditentukan dengan

: di sini i = jumlah tingkat. Jika kita petakan C (tunggal) terhadap rasio tekanan ini kita peroleh grafik berikut:

11

12

13

e. Head Kompresi

3. Efisiensi Dalam literatur dijumpai tiga jenis efisiensi pada kompresor: efisiensi adiabatik (isentropik), isotermal dan volumetrik. Untuk kompresor sentrifugal dikenal juga efisiensi politropik. Di sini disajikan dua saja: efisiensi volumetrik dan adiabatic/politropik. Volume Perpindahan Torak Volume perpindahan torak merupakan volume yang dihasilkan torak saat kompresi. Volume perpindahan ini dapat ditentukan secara mudah melalui luas penampang torak dikali jarak perpindahan:

Jika frekuensi torak itu N putaran per menit (rpm), maka volume perpindahan per menit adalah:

14

Ini merupakan volume torak teoritis karena yang sesungguhnya tidak demikian. Untuk dapat melihat hal ini lebih jauh, kita tinjau efisiensi volumetrik. a. Efisiensi Volumetrik Proses kompresi yang terjadi sebenarnya tidaklah seperti yang terjadi pada kompresor ideal seperti di atas, melainkan seperti tampak pada gambar di bawah. Misalkan torak berawal dari titik 1 melakukan kompresi secara adiabatik. Ketika tekanan belum melampaui tekanan luar dan katup, gas masih terus termampatkan. Andaikan di titik 2 ini gas mulai keluar, maka torak terus melakukan kompresi pada tekanan tetap p2. Ketika torak mencapai titik mati atas, masih ada volume sisa, karena memang harus ada kelonggaran (clearance) supaya torak tidak menyentuh bagian atas silinder dan memberi ruang untuk gerak katup. Volume sisa ini, akan mengalami proses ekspansi seperti tampak dari titik 3 ke 4. Jadi udara luar tidak langsung terisap ketika torak mulai mundur (turun) karena tekanannya masih lebih tinggi. Gas dalam volume sisa ini kemudian mengalami ekspansi. Setelah tekanan mencapai p1, barulah gas dari luar terisap. Jadi massa gas yang sebenarnya dikeluarkan kompresor pada tekanan p2 dari V2 ke V3 sama dengan gas yang terisap dari posisi 4 ke 1. Efisiensi volumetrik didefinisikan sebagai rasio volume gas yang diisap pada kondisi masuk, terhadap volume torak yang berpindah. volume gas yang terisap pada kondisi isap adalah volume di titik 1 (V1) dikurangi volume di titik 4 (V4). Sedangkan volume yang dihasilkan langkah torak adalah Vs = V1-Vc. Jadi

15

16

Pada perbandingan kompresi yang rendah, perbedaan efisiensi sebagai fungsi volume clearance relatif tidak begitu besar, akan tetapi pada perbandingan kompresi yang besar, perbedaannya mencolok. Jelas bahwa efisiensi menurun drastis pada perbandingan kompresi yang tinggi. Jadi, supaya pengaruh volume sisa terhadap efisiensi tidak signifikan, sebaiknya perbandingan kompresi tidak terlalu besar. b. Efisiensi Adiabatik Efisiensi adiabatik dapat ditentukan dari rasio daya adiabatik terhadap daya yang diberikan penggerak pada poros kompresor:

di sini Pa adalah daya adiabatik teoritis dan Ps adalah daya poros (sumbu) yang diberikan mesin penggerak. Daya adiabatik diperoleh dari kerja kompresor secara adiabatik seperti diuraikan di muka tiap satuan waktu:

17

Di sini digunakan C untuk adiabatik :

4. Peningkatan Efesiensi Sistem kompresi udara yang digunakan untuk menggerakkan peralatan di industri memegang peranan yang sangat penting di samping tenaga listrik. Keuntungan alat yang menggunakan udara tekan ini adalah di samping handal, tidak mudah rusak, juga memiliki kemampuan bertenaga lebih besar (high power) dalam ukuran yang relatif lebih kecil. Akan tetapi sistem udara tekan ini juga memiliki kelemahan, relatif lebih rendah efisiensinya. Dalam penerapan industri yang setiap hari menggunakan sistem tersebut, pemborosan ini akan terakumulasi. Oleh karena itu, efisiensi sistem dalam setiap tahapan harus diperhatikan dan harus diprioritaskan. a. Kompresor Bertingkat Dari pasal tentang efisiensi kita maklum bahwa volume sisa akan menurunkan efisiensi volumetrik secara signifikan terutama pada rasio pemampatan yang tinggi. Oleh karena itu, agar kompresor lebih efisien, harus bekerja pada rasio pemampatan yang rendah dan jika dibutuhkan rasio yang lebih tinggi, harus dibuat bertingkat. Misalnya kita membutuhkan kompresor yang menghasilkan 8 bar dari tekanan masukan 1 bar. Ini berarti rasio pemampatan 8 kali. Jika kita memiliki volume sisa 5% saja dari volume langkah torak (Vs) maka efisiensi volumetrik untuk n=1,2 hanya sekitar 76%. Jika rasio 8 kali ini kita buat bertingkat 3, dengan masing-masing rasio 2 kali (8=2x2x2), maka tiap tingkat efisiensinya 96,1%, atau secara keseluruhan (0,961)3 = 88,5%. Jadi makin banyak tingkat makin baik. Menentukan Jumlah Tingkat Kompresor bertingkat tidak dibuat terpisah tetapi dibuat berdekatan dalam satu rumah. Karena itulah maka umumnya tiap tingkat terdiri dari impeler yang sama,18

sehingga memiliki rasio kompresi dan kapasitas yang sama pula. Dengan demikian, rasio kompresi total merupakan rasio satu tingkat dipangkat dengan jumlah tingkat:

Contoh Soal 8.2: Anda diminta untuk merancang kompresor rotari bertingkat banyak yang akan digunakan untuk mengkompresi udara (Ri = 287 J/KgK) bertekanan 1 bar (105 Pa) temperatur 20 oC menjadi 2,5 bar dan proses berjalan politropik dengan n=1,3. Jika Qs = 120 m3/mnt, dan kecepatan putar penggerak 3000 rpm, a. Tentukan jenis impeler (ns) jika jumlah tingkat dibatasi hanya 3 tingkat saja. b. Berapa perbandingan tekanan pada tiap tingkat?

Jawaban a. Untuk dapat menentukan kecepatan spesifik ns kita harus menghitung head per tingkat dan ini memerlukan head total yang dihitung dari nilai C total. Pertama kita harus menentukan C total dan dari sini kita dapat menentukan head total. Nilai C untuk head total harus diambil dari rasio pemampatan total. Untuk n = 1,3 dan rasio pemampatan 2,5 diperoleh: C=1,02

Dengan demikian impeler yang harus digunakan adalah jenis radial.19

b. Perbandingan tekanan (rasio pemampatan): 2,51/3 = 1,4 Dari rasio pemampatan ini sebenarnya kita dapat menentukan head tiap tingkat dari harga C (tunggal) untuk rasio tersebut. Dari sini diperoleh C = 0,35.

Ada sedikit perbedaan hasil perhitungan sebesar sekitar 85 meter. b. Pendinginan Jika beberapa gas bercampur, maka tekanan totalnya adalah jumlah dari tekanan masing-masing gas dalam campuran itu. Dalam kasus udara misalnya, maka tekanan total udara merupakan tekanan udara kering ditambah tekanan uap air dan lainnya. Udara jenuh berarti udara yang mengandung uap air jenuh (maksimum), yang berarti kandungan udara keringnya minimum. Ketika kita mengkompresi udara, maka uap air ini mengkondensasi menjadi air dan tentu saja air ini akan dibuang. Jadi makin banyak kandungan uap air, makin banyak energi terbuang untuk mengkompresi air tersebut. Kemudian di depan kita juga maklum bahwa makin tinggi temperatur udara, makin besar tekanan uapnya dan sebaliknya makin dingin udara, makin banyak uap yang mengembun dan makin kering. Jadi makin panas udara, makin banyak kandungan uap air dan makin banyak energi terbuang. Di sinilah pentingnya pendinginan udara sebelum masuk kompresor karena udara dingin lebih hemat (menguntungkan) dibanding udara panas. Kedua, dari persamaan kerja kompresor jelas bahwa kerja yang diberikan pada gas sebanding dengan besarnya temperatur masukan. Makin besar T1 makin besar pula kerja yang dibutuhkan. Dengan kata lain, dapat kita simpulkan bahwa makin tinggi temperatur, makin besar head, karena daya berbanding lurus dengan head. Ketiga, dari sisi proses, kompresi isotermal lebih hemat dari pada proses lainnya. Dengan demikian, pendinginan yang dapat sedikit mendekati proses isotermal akan lebih menghemat energi dibanding tanpa pendinginan.

20

Keuntungan lain dari rendahnya temperatur masukan adalah bahwa kompresor itu mengisap gas sejumlah volume tertentu dan bukannya massa. Jika temperatur rendah, maka massa jenis tinggi dan pada volume yang sama, massa gas yang terisap lebih besar dari pada gas dengan temperatur yang lebih tinggi. Demikianlah maka pendinginan memegang peranan yang penting pada peningkatan efisiensi atau konservasi energi. c. Perlengkapan Penting Dalam peningkatan efisiensi dan keselamatan, biasanya kompresor dilengkapi dengan beberapa perlengkapan dan alat-alat pengendalian (kontrol) untuk

mengkondisikan udara (gas) dan mengatur kerja kompresor. Beberapa perlengkapan itu misalnya saringan masuk (intake filter), pengering, tabung penampung dan katup pengaman. Saringan Saringan diperlukan agar udara (gas) yang masuk tidak mengandung debu atau partikel lain karena hal ini akan mempercepat keausan cincin torak dan silinder. Saringan ini dipasang pada sisi isap. Karena itu, sebaiknya saringan dibuat cukup besar agar kerugian gesek (pressure drop) pada saringan tersebut cukup kecil. Saringan harus sering dibersihkan. Pengering Telah maklum bahwa kelembaban yang tinggi dapat menambah kebutuhan daya pada kompresor. Hal lain yang menuntut untuk mengurangi kelembaban adalah karena air yang terbentuk setelah kompresor dapat mengakibatkan kerusakan pada alat pengguna udara tekan. Air yang terbentuk akan menyebabkan karat (korosi) atau benturan air. Pengeringan dapat ditempuh dengan menempatkan kompresor di tempat yang cukup ventilasi karena hal ini akan mengurangi kelembaban. Kedua, bisa juga dipasang pendingin dan ketiga dengan penyerap uap air. Dengan pendinginan, uap air akan mengalami kondensasi (mengembun), kemudian air tersebut dibuang. Di sini perlu diperhatikan bahwa biasanya refrigeran (zat21

pendingin) yang digunakan adalah air atau udara. Artinya, titik terendah pendingin ini biasanya berkisar pada 2 oC, sehingga titik embun udara yang hendak dikeringkan harus di atas temperatur tersebut. Kalau tidak demikian, tidak akan dicapai kondensasi. Pendinginan dapat dilakukan dengan menggunakan pengalih panas (heat exchanger) seperti radiator mobil. Dengan terus mensirkulasikan air yang bersentuhan dengan udara melalui pengalih panas, maka panas dari udara dialihkan ke air dan air ini selanjutnya disemprotkan di dalam menara pendingin. Jika digunakan pendingin udara, udara hasil kompresi yang diputar di dalam pengalih panas, terus dikipasi sehingga menjadi lebih dingin. Jika pendinginan ini mencapai titik embun (dew point) maka uap air akan mengembun. Penyerapan uap air (adsorpsi) biasanya menggunakan zat penyerap (desikan, desiccant). Pengeringan cara ini utamanya digunakan pada udara dengan titik embun yang sangat rendah (sampai di bawah 40 oC). Karena menyerap uap, maka desikan akan jenuh dan pada keadaan ini sudah tidak dapat menyerap uap air lagi. Oleh karena itu desikan harus dikeringkan dengan cara dipanaskan agar uap air yang dikandungnya lepas menguap. Jadi harus ada desikan dengan jumlah ganda agar jika sebagian dipakai, sebagian lagi dikeringkan untuk digunakan secara bergiliran. Katup Pengaman Katup pengaman dimaksudkan untuk mencegah pecahnya komponen yang bertekanan tinggi (meledak) akibat adanya sumbatan. Dengan katup pengaman, gas akan terbuang jika tekanan melampaui titik maksimum. Pembuangan akan menyebabkan tekanan turun dan ledakan dapat dihindari. Tekanan buka katup biasanya sekitar 20% di atas tekanan normal maksimum (tekanan kerja). Sebaliknya, katup pun harus secara tepat menutup kembali pada saat tekanan mendekati tekanan maksimum ini. Jika tidak, gas akan terus terbuang sampai tekanan jauh di bawah maksimum, sehingga ada pemborosan. Tangki Udara

22

Tangki udara atau biasa juga disebut receiver, dimaksudkan untuk menampung udara agar bisa lebih leluasa dalam pemakaian. Jika kapasitas tabung besar, maka kompresor tidak sering hidup-mati untuk mencatu udara. Tabung juga dapat mengurangi fluktuasi tekanan keluaran karena berfungsi juga sebagai peredam. Fungsi lain dari tabung ini adalah untuk pemisah air dan udara jika udara yang diisap masih basah. Dalam kasus ini, uap air di dalam udara akan mengalami kondensasi dan tertampung di dasar tabung. Oleh karena itu, di sini diperlukan katup drainase untuk membuang air yang makin banyak tertampung. d. Peluang Efisiensi Lainnya Kompresor merupakan alat yang rendah efisiensinya. Oleh karena itu beberapa hal berikut juga harus diperhatikan untuk menghemat energy: Penggunaan Alat Alternatif Jika ada cara lain untuk melakukan suatu pekerjaan, jangan gunakan udara tekan untuk hal itu misalnya, penggunaan kipas untuk pengeringan, pendinginan udara sekitar dan lainnya. Penggunaan kuas atau sikat untuk membersihkan kotoran. Mencegah Kebocoran dan Berlebihan Kebocoran dan pengaturan tekanan yang tidak tepat dapat mengurangi kapasitas daya separuhnya atau bahkan lebih. Selain itu, gunakan peralatan yang efisien. Biasanya alat yang sudah tua kurang efisien. Perhatikan jalur udara tekan karena jalur pemipaan yang rumit kurang efisien karena menimbulkan kerugian tekanan. Kurangi sedapat mungkin jalur udara, pemipaan dan slang, agar memperkecil peluang kebocoran sistem. Demikian pula penggunaan udara tekan yang berlebihan dapat menghabiskan energi secara percuma dan harus dihindari. Tekanan kerja juga harus diatur agar tidak terlalu berlebihan, jauh di atas tekanan yang diperlukan. Pemanfaatan Panas Panas yang timbul akibat kompresi dapat dimanfaatkan untuk keperluan lain seperti memanaskan air, atau memanaskan ruangan di musim dingin atau lainnya.23

5. Pengaturan Kapasitas Kebutuhan akan udara tekan tidaklah tetap. Suatu saat tinggi dan pada waktu yang lain rendah. Di pihak lain, kompresor terus bekerja mencatu udara tekan. Pada waktu kebutuhan rendah, tekanan udara di dalam penampung akan terus naik sehingga harus ada cara untuk membatasi kapasitas kompresor agar tidak melampaui tekanan maksimum. Ada beberapa cara untuk mengatur kapasitas yang dapat digolongkan dalam: y y y y Pengaturan on/off atau start/stop. Pembebanan/Pelepasan Beban. Modulasi/Throttle Isap. Multi step: Pelepasan beban dilakukan secara bertahap, sedikit demi sedikit, tidak langsung ke beban nol atau sebaliknya, pembebanan pun dilakukan secara bertahap. y Jika kasusnya melibatkan banyak kompresor, pengaturan biasanya dilakukan secara menyeluruh dan terpadu. Pengaturan on/off. Kompresor dinyalakan jika tekanan rendah dan dimatikan kalau sudah tinggi. Untuk itu biasanya digunakan saklar tekanan (pressure switch) pada pengaturan otomatis. Cara ini biasanya diterapkan pada kompresor daya kecil dengan penggerak motor listrik. Pada kompresor dengan penggerak motor bakar/diesel lazim juga dengan cara manual. Mesin penggerak dinyalakan dengan diengkol (diputar) dan dimatikan dengan menutup saluran bahan bakar. Pembebanan dan Pelepasan Beban. Dalam cara ini, kompresor terus bekerja, tetapi jika tekanan sudah tinggi, udara dilepas (dibuang) melalui pembukaan katup isap, tidak didorong ke tangki penerima. Jadi pada saat

24

pelepasan beban (unloading), katup isap terus terbuka. Cara ini biasanya diterapkan pada kompresor torak daya besar dan/atau penggerak motor bakar/diesel. Modulasi/Throttle Pengaturan kapasitas di sini dilaksanakan dengan mengatur volume (luas) lubang masukan (inlet). Jika kebutuhan menurun, masukan dipersempit dan sebaliknya. Pengaturan dapat berjalan otomatis dengan penggunaan katup yang mendeteksi tekanan keluaran. Jika tekanan mendekati maksimum, katup membuka dan menyebabkan katup di sisi isap menyempit. Cara ini digunakan pada kompresor sekrup (ulir) dan sentrifugal. Cara modulasi juga bisa diwujudkan dengan mengatur kecepatan putar.

25