BAB 7. KOMPRESOR DAN KATUP EKSPANSI

Tujuan Instruksional khusus

Mahasiswa mampu menjelaskan jenis-jenis kompresor dan katup ekspansi serta menghitung kinerjanya. Cakupan pokok bahasan ini meliputi jenis-jenis kompresor, perbandingan kinerja dan efisiensi kompresor, jenis-jenis katup ekspansi, perhitungan ekspansi pada sistem kapiler

A. Kompresor

Kompresor mengubah uap refrigeran yang masuk pada suhu dan tekanan rendah menjadi uap bertekanan tinggi. Kompresor juga mengubah suhu refrigeran menjadi lebih tinggi akibat proses yang bersifat isentropik. Tiga jenis kompresor yang sering digunakan adalah kompresor torak (reciprocating), sentrifugal dan rotari. Kompresor torak mempunyai piston yang bergerak maju mundur di dalam suatu silinder, dengan kapasitas yang bervariasi antara 1 hingga 100 ton pendinginan tiap unit. Kompresor sentrifugal mempunyai satu impeler sentrifugal dengan beberapa sudu yang berputar dengan kecepatan tinggi. Kompresor rotari mempunyai satu sirip (vane) yang berputar dalam satu silinder.

Kompresor torak adalah yang paling umum digunakan, dapat digerakkan oleh motor listrik atau motor bakar. Parameter penting yang mempengaruhi penampilan kompresor adalah kapasitas kompresor itu sendiri, yang pada gilirannya dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti:

1. langkah (displacement) piston

2. clearance antara kepala piston pada titik mati atas dengan ujung silinder,

3. ukuran katup pemasukan dan pengeluaran,

4. RPM

5. jenis refrigeran,

6. tekanan masukan dan tekanan keluaran.

Seringkali kapasitas kompresor harus dikendalikan untuk mengatasi beban pendinginan yang tidak tetap, sehingga kompresor sering dioperasikan pada kapasitas di bawah kapasitas maksimum. Kapasitas kompresor dapat dikendalikan dengan cara:

1. menyalurkan (bypass) uap refrigeran dari sisi tekanan tinggi ke sisi tekanan rendah kompresor. Salah satu sistem bypass adalah menghubungkan sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah kompresor dengan pipa dan menggunakan katup solenoid sehingga uap refrigeran langsung dipindahkan ke sisi tekanan rendah.

2. tetap membuka katup pemasukan kompresor sehingga uap refrigeran mengalir langsung di dalam kompresor,

3. mengendalikan kecepatan (RPM) motor, yaitu dengan menggunakan motor listrik kecepatan ganda atau menggunakan dua motor listrik yang berkecepatan berbeda.

Gambar 7-1. Konstruksi kompressor torak

Gambar 7-2. Kompressor torak

Gambar 7-3. Kompressor untuk R-22

Gambar 7-4. Kompressor hermetik

Gambar 7-5. Kompressor jenis terbuka

Gambar 7.6. Langkah Kompresor

B. Katup Ekspansi

Pada prinsipnya, katup ekspansi adalah alat yang dapat mengendalikan aliran refrigeran ke evaporator baik secara manual ataupun otomatik. Jenis katup ekspansi yang umum digunakan dalam mesin pendingin adalah seperti ditunjukkan pada Gambar 7-7. Bentuk lain katup ekspansi yang paling sederhana adalah pipa kapiler panjang.

Gambar 7-7. Katup ekspansi termostatik

Besarnya tekanan jatuh yang disebabkan oleh pipa kapiler tersebut dapat dihitung dengan persamaan Darcy Weisbach, yaitu

	...............................................................................................	7-1

dengan

	...............................................................................................	7-2

dimana: nilai kekasaran relatif pipa (e/d) dan bilangan Reynold (rDv/m). Dalam hal ini, v adalah laju aliran refrigeran (m/det), L panjang pipa (m) dan D diameter pipa (m).

Test Formatif

1. Mesin pendingin dengan refrigeran R-22 yang beroperasi pada suhu kondensasi 34 oC, suhu evaporasi -20 oC akan menggunakan katup ekspansi dengan system pipa kapiler (ID=1.63 mm). Dengan asumsi bahwa viskositas R-22 (m=0.0001823 Pa.s) tetap di sepanjang pipa, volume jenis (n) dihitung pada keadaan rata-rata, dan factor friksi (f) dapat dihitung dengan persamaan di bawah, tentukan panjang pipa kapiler yang diperlukan.

2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan

• kompresi basah
• kompresi kering

pada mesin pendingin kompresi uap