Sabtu, 12 Juni 2010

fisika

DASAR –DASAR MESIN PENDINGIN
Proses Dasar Terjadinya Dingin
Dingin merupakan hasil yang diciptakan oleh mesin pendingin terutama kulkas danfreezer. Sedangkan AC lebih ke keadaan sejuk. Proses terjadinya pendinginan yangdiciptakan oleh mesin pendingin sebenarnya merupakan tiruan terjadinya dinginyangdisebabkan oleh alam. Dan dingin sebenarnya merupakan suatu proses penguapan karenaadanya panas akan menimbulkan udara dingin disekitarnya. Dingin terjadi karena adanyapenguapan, dan penguapan berlangsung karena adanya panas.
Terjadinya Dingin Pada Ruang mesin
Proses dingin di dalam mesin pendingin karena adanya pemindahan panas. Setiap mesinpendingin mampu menghasilkan suhu dingin dengan cara menyerap panas dari udarayang ada dalam ruang pada mesin pendingin itu sendiri. Bahan yang digunakan untukmenghasilkan penguapan yang begitu cepat sehingga mampu menghasilkan udara dingin.Biasanya untuk keperluan ini digunakan gas Freon. Gas ini dalam sistem pendinginanmemiliki bentuk yang berubah-ubah, yaitu dari bentuk cairan menjadi bentuk gas (uap).Pada kompresor, gas yang telah berubah menjadi uap tadi takanan dan panasnyadinaikkan untuk selanjutnya uap panas yan berasal dari gas itu diturunkan ataudidinginkan pada bagian kondensor sampai membentuk cairan. Kemudian sesampainyapada evaporator cairan itu diturunkan tekanannya sehingga menguap dan menyerap panasyang ada di sekitarnya. Kemudian dalam bentuk uap refrigerant tadi dihisap kembali olehbagian kompresor dan dikeluarkan lagi seperti semula. Proses seperti ini berlangsungsecara berulang. Dalam sistem mesin pendingin jumlah refrigerant yang digunakanadalah tetap, yang berubah adalah bentuknya karena adanya proses seperti diatas.

Istilah – istilah Teknik di Bidang Pendinginan1 TekananTekanan ialah gaya yang bekerja secara vertikal pada bidang datar luas 1 cm2, oleh benda
padat, cair atau gas. Pada umumnya satuannya kg/cm2.2 Temperatur / SuhuSuhu adalah derajat panas atau tingkat kedinginan. Ukuran suhu dinyatakan dengan
angka dan angka ini disebut derajat seperti 0C (derajat Celcius), 0F(derajat Fahrenheit)
3 Kalor (Panas)
Kalor adalah energi yang diterima oleh benda, sehingga suhu benda atau wujudnyaberubah. Jika kalor dilepaskan suhu benda akan turun. Kalor adalah suatu bentuk energiyang dapat dipindahkan, tetapi tidak dapat dihilangkan. Kalor dapat diukur meskipun kitatidak melihatnya. Satuan dari kalor joule (J), Kalori , BTU.
4 Kalor Jenis
Kalor jenis suatu zat ialah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kilo zat itu sebesar 10K atau satu derajat Kelvin. Bilangan kalor jenis dinyatakan dengan satuan K Cal/Kg 0C.
5 Panas Bebas
Umumnya, apabila memanaskan atau mendinginkan suatu benda, suhu dari bendatersebut mengalami perubahan. Panas yang mempengaruhi langsung pada suatu bendademikian disebut panas bebas.
6 Kalor Laten
Panas yang diperlukan untuk mengubah wujud zat dari padat menjadi cair, dan cairmenjadi gas atau sebaliknya tanpa mengubah suhunya disebut kalor laten (panas laten).Satuan Kalor Laten : Joule, Kalori, BTU,
7 Kalor Sensibel
Kalor sensibel adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan atau menurunkan
suhu suatu benda. Satuan dalam : Joule, Kalori, atau BTU.8 Massa JenisMassa sebuah benda banyaknya zat atau materi yang dikandung suatu benda satuan Kg.
Massa Jenis suatu zat ialah massa zat itu dibagi volumenya pada 00C. satuannya Kg/m3,
Kg/l.
9 Bahan Pendingin (Refrigerant)
Refrigerant adalah suatu zat yang mudah menguap dan berfungsi sebagai penghantarpanas dalam sirkulasi pada saluran instalasi mesin pendingin. Bahan pendingin(refrigerant) adalah suatu zat yang mudah berubah wujud dari gas menjadi cair atausebaliknya. Dapat mengambil panas dari evaporator dan membuangnya di kondensor.Untuk instalasi Refrigerator/kulkas, AC dipakai freon R-12 atau R-22 sebagai refrigerant.
10 Effek Pendinginan
Adalah kemampuan membawa kalor dari bahan pendingin atau jumlah kalor yang dapatdiserap oleh 1 pound bahan pendingin waktu mulai evaporator. Satuannya dalam KCal/Kg.
11 Kapasitas Pendinginan
Untuk menyatakan efek pendinginan, banyaknya kalori panas yang di serap dalam satuan
waktu dinyatakan dengan K Cal/Jam
12 Frost
Bila kita mendinginkan udara terus-menerus, volume uap air dalam udara menjadi kecil, dan sebagian uap air yang menyentuh pada permukaan suatu benda yang rendah suhunya akan berbentuk embun-es yang halus. Peristiwa demikian disebut Frost.
13 Dingin
Dingin adalah suhunya rendah atau tidak ada panas. Dingin adalah akibat daripengambilan kalor. Lemari es menghasilkan dingin dengan mengambil kalori dari bagiandalamnya. Lemari es tidak dapat menghilangkan kalor, tetapi dapat memindahkanmelalui bahan pendingin.
14 Tekanan Maksimum, Temperatur Maksimum
Benda gas seperti freon, bila di beri tekanan dalam silinder tertutup di bawah suhu udarabebas, menjadi uap air jenuh dan akhirnya berubah menjadi cairan melalui fasepengembunan. Akan tetapi, bila suhu naik sampai suatu derajat, gas tersebut tidakmengembun lagi sekalipun di beri tekanan. Benda gas mempunyai batas kemampuan dimana sudah tidak berdaya untuk mengubah fase gas ke fase cair. Temperatur yangterdapat pada batas tersebut disebut temperatur maksimum dan tekanan pada gas yangterjadi pada batas tersebut dikatakan tekanan maksimum.
DASAR TERMODINAMIKA
HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA

· Perubahan kalor dapat menghasilkan usaha dari perubahan energi dalam.
· Kalor yang masuk sistem menjelma sebagai penambahan energi dalam sistem
HUKUM KEDUA TERMODINAMIKA
* Kalor tidak mungkin berpindah dari sistem yang bersuhu rendah ke sistem yangbersuhu tinggi secara spontan.* Tidak mungkin ada sembarang proses yang dapat memindahkan panas dari satutemperatur ke temperatur lain yang lebih tinggi.* Panas yang diserap oleh suatu sistem tidak dapat diubah seluruhnya menjadi kerjamekanik pada suatu proses melingkar, ini berarti pastilah ada panas yang terbuang kesekeliling secara percuma.
ENTALPY
* Entalpy dari suatu sistem didefinisikan sebagai penjumlahan energi dalam denganselisih hasil kali tekanan dan volume.* Entalpy dapat didefinisikan kalor total dari panas bebas dan panas laten yang terdapatpada suatu benda. Harga entalpy dinyatakan dalam satuan K Cal?Kg.
BAGIAN-BAGIAN PENTING MESIN PENDINGIN
KOMPRESOR
Kompresor memompa bahan pendingin ke seluruh sistem. Gunanya adalah untukmenghisap gas tekanan rendah dan suhu terendah dari evaporator dan kemudianmenekan/memampatkan gas tersebut, sehingga menjadi gas dengan tekanan dan suhutinggi, lalu dialirkan ke kondensor. Jadi kerja kompresor adalah untuk
1. Menurunkan tekanan di evaporator, sehingga bahan pendingin cair di evaporator dapat menguap pada suhu yang lebih rendah dan menyerap lebih banyak panas dari sekitarnya. 2. Menghisap gas bahan pendingin dari evaporator, lalu menaikkan tekanan dan suhu gas bahan pendingin tersebut, dan mengalirkannya ke kondensor sehingga gas tersebut dapat mengembun dan memberikan panasnya pada medium yang mendinginkan kondensor.
Ada tiga macam kompresor yang banyak dipakai pada mesin-mesin pendingin yaitu :
1. Kompresor Torak, kompresinya dikerjakan oleh torak.2. Kompresor Rotasi, kompresinya dikerjakan oleh blade atau vane dan roller3. Kompresor Centrifugal, kompresor centrifugal tidak mempunyai alat-alat tersebutkompresi timbul akibat gaya centrifugal yang terjadi karena gas diputar oleh putaran yangtinggi kecepatannya dan impeller.
Ketiga macam kompresor mempunyai keunggulan masing-masing. Pemakaiannya ditentukan oleh besarnya kapasitas, penggunaannya, instalasinya dan jenis bahan pendingin yang dipakai.
KONDENSOR
Kondensor adalah suatu alat untuk merubah bahan pendingin dari bentuk gas menjadicair. Bahan pendingin dari kompresor dengan suhu dan tekanan tinggi, panasnya keluarmelalui permukaan rusuk-rusuk kondensor ke udara. Sebagai akibat dari kehilanganpanas, bahan pendingin gas mula-mula didinginkan menjadi gas jenuh, kemudianmengembun berubah menjadi cair.
EVAPORATOR
Evaporator adalah suatu alat dimana bahan pendingin menguap dari cair menjadi gas.Melalui perpindahan panas dari dinding – dindingnya, mengambil panas dari ruangan disekitarnya ke dalam sistem, panas tersebut lalu di bawa ke kompresor dan dikeluarkanlagi oleh kondensor.
SARINGAN
Saringan untuk AC dibuat dari pipa tembaga berguna untuk menyaring kotoran-kotorandi dalam sistem, seperti : potongan timah, lumpur, karat, dan kotoran lainnya agar tidakmasuk ke dalam pipa kapiler atau keran ekspansi. Saringan harus menyaring semuakotoran di dalam sistem, tetapi tidak boleh menyebabkan penurunan tekanan ataumembuat sistem menjadi buntu.
PIPA KAPILERPipa kapiler gunanya adalah untuk :1. Menurunkan tekanan bahan pendingin cair yang mengalir di dalam pipa tersebut.
2. Mengontrol atau mengatur jumlah bahan pendingin cair yang mengalir dari sisi
tekanan tinggi ke sisi tekanan rendah.
3KERAN EKSPANSI
Keran ekspansi ada 2 macam
1. Automatic Expasion Valve
2. Thermostatic Expansion Valve
Thermostatic Exspansion Valve lebih baik dan lebih banyak dipakai, tetapi pada AChanya dipakai automatic expansion valve, maka disini kita hanya akan membicarakanautomatic expansion valve saja. Gunanya untuk menurunkan cairan dan tekanan tekanan
evaporator dalam batas-batas yang telah di tentukan dengan mengalirkan cairan bahan
pendingin dalam jumlah yang tertentu ke dalam evaporator.
BAHAN PENDINGIN
Bahan pendingin adalah suatu zat yang mudah di rubah bentuknya dari gas menjadi cair atau sebaliknya, dipakai untuk mengambil panas dari evaporator dan membuangnya di kondensor. Bahan pendingin diantaranya yang dewasa ini banyak dan secara umum digunakan Refrigerant-11 (R-11), R-12, R-13, R-22.
MINYAK KOMPRESOR
Minyak kompresor untuk mesin-mesin pendingin harus mempunyai sifat-sifat yangkhusus untuk keperluan ini. Minyak kompresor dipakai untuk melindungi dan melumasibagian-bagian yang bergerak dari kompresor. Karena dalam kenyataan minyakkompresor selalu berhubungan, bahkan bercampur dengan bahan pendingin di dalamkompresor dan mengalir bersama-sama ke semua bagian dari sistem.Minyak harus tahanterhadap suhu dan tekanan yang tinggi dari kompresor dan tetap dapat memberikanpelumasan dan melindungi bagian-bagian kompresor yang bergerak agar jangan aus danrusak.
PRINSIP KERJA MESIN PENDINGIN
LEMARI ES (REFRIGERATOR)
Adalah suatu unit mesin pendingin dipergunakan dalam rumah tangga, untuk menyimpanbahan makanan atau minuman. Untuk menguapkan bahan pendingin di perlukan panas.Lemari es memanfaatkan sifat ini. Bahan pendingin yang digunakan sudah menguap padasuhu -200C. panas yang diperlukan untuk penguapan ini diambil dari ruang pendingin,karena itu suhu dalam ruangan ini akan turun. Penguapan berlangsung dalam evaportoryang ditempatkan dalam ruang pendingin. Karena sirkulasi udara, ruang pendingin iniakan menjadi dingin seluruhnya.
CARA KERJA INSTALASI MESIN KULKAS
Setelah ke dalam kompresor diisi gas freon , maka gas itu dapat dikeluarkan kembali darisilinder oleh kompresor untuk diteruskan ke kondensor, setelah itu menuju saringan,setelah itu menuju ke pipa kapiler dan akan mengalami penahanan. Adanya penahanan iniakan menimbulkan suatu tekanan di dalam pipa kondensor. Sebagai akibatnya gastersebut menjadi cairan di dalam pipa kondensor. Dari pipa kapiler cairan tersebut teruske evaporator dan terus menguap untuk menyerap panas. Setelah menjadi gas terusdihisap lagi ke kompresor. Demilian siklus kembali terulang.
JENIS ALIRAN UDARA PENDINGIN
Jenis aliran udara pada lemari es ada 2 macam
1. Secara alamiah tanpa fan motor, di dalam lemari es udara dingin pada bagian atasdekat evaporator mempunyai berat jenis lebih besar. Dari beratnya sendiri udara dinginakan mengalir ke bagian bawah lemari es. Udara panas pada bagian bawah lemari eskarena berat jenisnya lebih kecil dan di desak oleh udara dingin dari atas, akan mengalirnaik ke atas menuju evaporator. Udara panas oleh evaporator didinginkan menjadi dingindan berat lalu mengalir ke bawah lagi. Demikianlah terjadi terus menerus secara alamiah.2. Aliran udara di dalam lemari es dengan di tiup oleh fan motor, lemari es yang memakaifan motor, dapat terjadi sirkulasi udara dingin yang kuat dan merata ke semua bagian darilemari es. Udara panas di dalam lemari es dihisap oleh fan motor lalu dialirkan melaluievaporator. Udara menjadi dingin dan oleh fan motor di dorong melalui saluran ataucerobong udara, di bagi merata ke semua bagian dalam lemari es.
AIR CONDITIONER (AC)
Air conditioner atau alat pengkondisi udara membantu manusia memberikan udara sejukdan menyediakan uap air yang dibutuhkan bagi tubuh. Air conditioner bentuknya lebihkecil dari lemari es, tetapi tenaga motor listrik sebagai penggerak yang diperlukan jauhlebih besar. Proses pendinginan yang harus dilakukan yaitu untuk menyejukkan udaradalam suatu ruangan luas atau kamar, adalah jauh lebih lebih besar dari pada lemaripendingin atau kulkas. Secara umum dapat dibedakan menjadi 2 jenis :
1. AC Window/ Jendela
2. AC Split
PRINSIP KERJA AC
Prinsip kerja AC dapat dibagi 3 bagian :
1. Kerja bahan pendingin, Setelah ke dalam kompresor diisi gas freon , maka gas itudapat dikeluarkan kembali dari silinder oleh kompresor untuk diteruskan ke kondensor,setelah itu menuju saringan, setelah itu menuju ke pipa kapiler dan akan mengalamipenahanan. Adanya penahanan ini akan menimbulkan suatu tekanan di dalam pipakondensor. Sebagai akibatnya gas tersebut menjadi cairan di dalam pipa kondensor. Daripipa kapiler cairan tersebut terus ke evaporator dan terus menguap untuk menyerappanas. Setelah menjadi gas terus dihisap lagi ke kompresor. Demilian siklus kembaliterulang.2. Kerja Aliran Udara, kerja aliran udara ada 2 bagian yang terpisah yaitu : bagian mukaatau bagian depan dan bagian belakang atau bagian yang panas. Bagian depan bagian darievaporator merupakan bagian dingin, dimana fan menghembuskan udara meniupevaporator sehingga udara yang keluar dari bagian depan udara dingin. Sedangkan bagianbelakang fan meniup kondensor untuk mendinginkan sehingga udara yang keluar udarapanas dari kondensor.3. Kerja Alat-alat Listrik, Alat-alat listrik dari AC adalah bagian-bagian yang palingbanyak variasinya dan paling banyak menimbulkan gangguan-gangguan. Pada prinsipnyadapat dibagi dalam 2 bagian : fan motor dan kompresor dengan alat – alat pengaman danpengaturnya.