DAFTAR ISI1KOMPRESOR

11.1 Pengertian Kompresor

11.2 Jenis Jenis Kompresor.

11.3 Kompresor Torak.

21.3.1 Cara Kerja Unit Kompresor Torak.

71.3.2 Prestasi (Performance)

81.3.2 Efisiansi Volumentrik

91.3.3 Prestasi Kompersor Ideal

101.3.4 Kebutuhan Daya

101.3.5 Kapasitas Refrigrasi

111.3.6 Efesiansi kompresi

112 Kompresor rotari

123 Screw Compressor

143.1Kompresor Sudu (Vane Compressor).

174 kompresor-kompresor sentrifugal

174.1 Pemisahan gas cetus (flash gas)

204.2 Pemeliharan impeller dan refrigerant

204.3 Surjing (surging)

214.4 Kendali kapasitas

DAFTAR GAMBAR

3Gambar 1. 1 Cara Kerja Kompresor Torak

4Gambar 1. 2 Komponen Utama Kompresor Torak 2 Slinder.

5Gambar 1. 3 Kompresor Hermetic.

6Gambar 1. 4 Kompresor Semi Hermetik.

7Gambar 1. 5 Kompresor Open Type.

9Gambar 1. 6 Diangram Tekan Volume Dari Suatu Kompresor Ideal.

11Gambar 1. 7 Dampak Refrigrasi Dan Kapasitas Kompresor Ideal Dengan Refrigran 22, Volume Sisa 4,5 Persen, Volume Langak Torak 50 L/Det, Suhu Kondensor 35

13Gambar 1. 8 screw male fimale

13Gambar 1. 9 jenis-jenis screw

14Gambar 2. 3 oil flooded dan oil free

15Gambar 2. 4 baling-baling bergerak maju mundur

16Gambar 2. 5 Liquid Piston Compressor

17Gambar 2. 6 pompa sentrifugal.

19Gambar 2. 7 prestasi suatu kompresor sentrifugal

21Gambar 2. 8 surjing pada suatu kompresor sentrifugal

22Gambar 2. 9 karakteristik kompresor sentrifugal pada berbagi penyetelan sudu-sudu prerotasi.

KOMPRESOR

1.1Pengertian Kompresor

Kompresor secara sederhana bisa diartikan sebagai alat atau mesin yang digunakan untuk memampatkan(menekan) udara atau gas. Fungsi compressor adalah untuk meningkatkan energi suatu fluida compressible fluid dengan memberikan tekanan yang tinggi atau kecepatan yang tinggi atau juga ketinggian yang tinggi kepada fluida tersebut sesuai dengan hukum bernoulli.

Dengan tekanan atau kecepatan yang tinggi maka kita bisa menggunakan energi ini untuk menggerakkan sebuah benda contoh nya pada mesin-mesin pneumatik, kulkas, AC(Air Conditioner) atau kita bisa menggunakan energi ini untuk membersihkan bagian-bagian mesin yang kotor di bengkel-bengkel. Selain itu, compressor juga bisa digunakan untuk menghisap udara atau gas bertekanan lebih rendah dari tekanan atmosfir dan biasanya disebut compressor vacuum.

1.2 Jenis Jenis Kompresor.

Adapun jenis jenis kompresor adalah sebagai berikut:A. Kompresor Torak.

B. Kompresor Sekrup Rotary.

C. Kompresor Sudu.

D. Kompresor Sentrifugal.

1.3 Kompresor Torak.

Kompresor torak adalah pompa yang dirancang dengan menggunakan torak dan piston beserta silinder untuk menaikkan tekanan refrigerant. Kenaikan tekanan juga akan menaikkan suhu refrigerant. Uap refrigerant bersuhu tinggi akan mengembun secara cepat di dalam condenser dengan melepaskan panas ke udara sekitar.

1.3.1Cara Kerja Unit Kompresor Torak.Ada dua macam valve yang dipasang pada valve plate. Pertama adalah suction valve dipasang pada permukaan bagian bawah valve plate. Sedangkan yang lain adalah discharge valve yang dipasang pada permukaan bagian atas valve plate. Selanjutnya gas refrigerant dialirkan ke kondensor untuk diembunkan di kondensor dengan membuang panas ke sekitarnya.

a. Langkah Hisap

Saat piston bergerak turun, discharge reed valve pada posisi tertutup karena tekanan refrigerant pada sisi tekan (discharge) lebih besar dibanding di dalam silinder. Pada saat yang sama suction reed valve terbuka akibat kevacuman di silinder sehingga refrigerant dapat masuk.

b. Langkah Tekan

Saat piston bergerak naik gas refrigerant di dalam silinder ditekan keluar melalui discharge reef valve dan dialirkan ke kondensor dengan tekanan dan suhu tinggi. Pada saat yang sama suction reed valve tertutup akibat dari tekanan yang tinggi tersebut. cara kerja kompresor dapat dilihat pada Gambar 1.1.

Gambar 1. 1 Cara Kerja Kompresor TorakSecara singkat kerja dari kompresor adalah sebagai berikut: refrigran masuk ke dalam saluran masuk (S) kemudian masuk ke ruang tekanan rendah sebelah piston/ruang tekanan rendah. Lalu refrigran keluar melalui ruang tekanan rendah kemudian masuk ke katup isap, pada saat bersamaan piston akhir langkah isap dan saat awal langkah buang, setelah itu refrigran masuk ke ruang tekanan tinggi melalui katup tekan, dimana posisi katup isap tertutup. Karena ada dorongan dari piston refrigran keluar melalui ruang tekanan tinggi ke pipa saluran keluar, Adapun komponen koponen utama pada kompresor torak dapat dilihaat pada Gambar 1.2.

Gambar 1. 2 Komponen Utama Kompresor Torak 2 Slinder.Dilihat dari letak motor penggeraknya, kompresor dapat dibagi menjadi tiga macam, yaitu :

1. Kompresor hermetik.

Adalah kompresor dimana motor penggerak kompresornya berada dalam satu tempat atau rumah yang tertutup, bersatu dengan kompresor motor penggerak langsung memutarkan poros kompresor, sehingga jumlah putaran kompresor sama dengan jumlah putaran motornya. kompresor hermetic dapat dilihat pada Gambar 1.3.Keuntungan kompresor hermetik :

1. Tidak memakai sil pada porosnya, sehingga jarang terjadi kebocoran refrigrasi.2. Bentuknya kecil, kompak dan harganya lebih murah.

3. Tidak memakai tenaga penggerak dari luar, suaranya lebih tenang, getaranya kecil.

Kerugian kompresor hermetik :

1. Bagian yang rusak di dalam rumah kompresor tidak dapat diperbaiki sebelum rumah kompresor dipotong.

2. Minyak pelumas di dalam kompresor hermetic susah diperiksa.

Gambar 1. 3 Kompresor Hermetic.2. Kompresor semi hermetik.

Adalah kompresor dimana motor serta kompresornya berada di dalam satu tempat atau rumah, akan tetapi motor penggeraknya terpisah dari kompresor. Kompresor digerakan oleh motor penggerak melalui sebuah poros penggerak. Kompresor ini sering pula disebut kompresor jenis baut atau Bolted type Hermetic. kompresor semi hermetic dapat dilihat pada Gambar 1.4.

Gambar 1. 4 Kompresor Semi Hermetik.3. Kompresor open type.

Adalah kompresor dimana motor penggeraknya terpisah dengan kompresor. Kompresor digerakan oleh motor penggerak melalui hubungan sabuk/tali kipas. kompresor jenis ini pada umumnya lebih banyak digunakan pada unit-unit yang besar kapasitasnya serta pemeliharaan yang lebih mudah dan sederhana. kompresor jenis ini bisa memakai motor bensin dan motor diesel sebagai tenaga penggeraknya. kompresor open type dapat dilihat pada Gambar 1.5.

Keuntungan kompresor open type :1. Jika pada motornya rusak, kita dapat memperbaiki motornya saja tanpa mengganggu kompresor dan bahan refrijerasipada system.

2. Dengan mengubah diameter puli pada motor atau kompresor, kita sudah dapat mengubah dan mengatur jumlah putaran kompresor.

3. Minyak pelumas di dalam kompresor mudah diperiksa melalui gelas pemeriksa.

4. Pada daerah yang tidak ada listrik, kompresor open unit dapat dijalankan dengan tenaga penggerak diesel atau motor bensin.

Kerugian kompresor open type :

1. Bentuknya lebih besar, lebih berat.

2. Harganya mahal

3. Sil dari kompresor pada poros engkol sering rusak, sehingga minyak pelumas dan bahan refrijerasibocor.

Gambar 1. 5 Kompresor Open Type.1.3.2 Prestasi (Performance)

Dua dari beberapa karakteristi prestasi yang terpenting untuk suatu kompresor adalah kapasitas refrigrasi dan kebutuhan daya. Kedua karakteristik kompresor yang bekerja dengan kecepatan konstan tersebut, bayak di tentukan oleh tekanan hisap dan buang. Pertama akan dibuat suatu analisis tentang suatu kompresor torak yang ideal karena analisis tersebuat dapat memberikan pemahaman tentang pengaruh kedua tekanan ini. Sifat sifat yang didapat dari suatu pengkajian tentang kompresor ideal dianggap berlaku bagi kompresor nyata, walaupun harus dilakukan penyesuaian besaran besaran numeriknya, penyesuaian ini akan dibahas dalam pembicaran tentang kompresor nyata. 1.3.2Efisiansi Volumentrik

Efesiansi adalah dasar untuk memperkirakan prestasi dari kompresor torak. efesiansi volumetric dapat di tinjau menjadi dua yaitu efesiansi nyata dan efesiansi ruang sisia, efesiansi volumetric nyata dapat dinyatakn sebagai berikut:

Dengan laju volume langkahadalah volume ruang yang disapu oleh piston piston dalah langkah langkah hisapnya per-satuan waktu.

efesiansi volumetric ruang sisa ditentukan oleh ekspansi kembali gas yang terkurung di dalam ruang sisa dan dapat diterangkan dengan baik melalui digram tekan-volume suatu kompresor, sepertiyang terlihat pada Gambar 1.6. volume maksimum dalam slinder, yang terjadi bila piston berada pada salah satu ujungnya adalah V3. Volume ruang sisa Vc , terjadi bila piston berada pada ujung langkah lainya. Tekanan buang adalah Pd.

Gambar 1. 6 Diangram Tekan Volume Dari Suatu Kompresor Ideal.Efesiansi volumetric ruang sisa dapat dinyatakan dengan cara lain yang dilihat dalam Gambar 1.7 dengan menggunakan P1 sebagai tekanan hisap. persentase volume sisa m, yang berharga konstan, didepenisikan sebagai:

Harga harga volume spesifik dapat ditemukan pada diagram tekan entalpi refrigran atau dari tabel tabel sifat sifat uap lewat panas.

1.3.3 Prestasi Kompersor Ideal

laju aliaran massa mengandalikan kapasitas dan daya yang diperlukan lebih langsung dari pada laju aliran volume. laju aliran massa w kg/det melewati kompresor sebanding dengan volume langakah L/det dengan efesiansi volumetric, dan berbanding terbalik dangan volume sepesifik gas yang memasuki kompresor dalam bentuk persamaan:

w= laju volume langkah x1.3.4 Kebutuhan Daya

Daya yang dibutukan oleh kompresor ideal adalah hasil kali antara laju aliran massa dan kenaikan entalpi selama kompresi isotropic.p=w

dengan,

p = daya kw

w = laju aliran massa, kg/det

= kerja kompresi isentropic, kj/kg

1.3.5Kapasitas Refrigrasi

q = w ( h1 h2)

dengan h1 dan h4 masing masing adalah entalpi dalam kilojoule refrigran yang meninggalkan dan memasuki evaporator. Dampak refrigran h1 h4 naik sedikit dengan naiknya tekanan hisap, seperti terlihat pada Gambar 1.8.

Gambar 1. 7 Dampak Refrigrasi Dan Kapasitas Kompresor Ideal Dengan Refrigran 22, Volume Sisa 4,5 Persen, Volume Langak Torak 50 L/Det, Suhu Kondensor 351.3.6 Efesiansi kompresi

Efesiansi kompresi c dalam persen didepenisikan sebagai berikut:

c = Dengan kerja kompresinya masing masing di ambil pada tekanan hisap dan tekanan buang yang sama. efesiansi untuk kompesor - kompresor torak jenis terbuka biasanya berada pada daerah antara 65 dan 70 persen.

2 Kompresor rotari pada umumnya digunakan untuk perbandingan kompresi rendah dan kapasitas kecil hingga medium.

Keuntungan : 1. Dapat berputar pada putaran tinggi, sehingga dimensinya relatif lebih kecil 2. Getaran mekanisnya lebih kecil. 3. Perawatannya lebih sederhana karena jumlah bagiannya lebih sedikit, misal tanpa katup dan mekanisme lain. 4. Dapat memberikan debit yang lebih kontinyu dibandingkan dengan kompresor resiprokating.

Kerugian :

1. Tidak dapat memberikan tekanan akhir yang tinggi. Bila diperlukan tekanan akhir tinggi harus dibuat bertingkat. 2. Efisiensi volumetrisnya rendah bila bagian-bagiannya kurang presisi.

3 Screw Compressor

Didalam casing kompresor terdapat sepasang rotor, sering disebut dengan female dan male. Kedua rotor berputar pada arah yang berlawanan. Kompresor jenis ini dapat beroperasi lebih halus pada putaran tinggi. Gas yang dihandle mengalami pengisapan, transportasi sepanjang batang ulir, penekanan dan pengeluaran. Efektivitas mekanisme ini tergantung pada kerapatan celah antara rotor dan casing. Banyak digunakan untuk menghasilkan udara bertekanan di industri, misalnya pada aplikasi pmeumatik. Prinsip kerja kompresor sekrup dapat dijelaskan dengan gambar berikut.

Gambar 1. 8 screw male fimale

Gambar 1. 9 jenis-jenis screwKompresor ini terdiri atas jenis oil flooded dan oil free. Pada jenis oil flooded, minyak pelumas membentuk seal yang akan menutup celah antara rotor dan casing. Kemudian minyak pelumas yang bercampur dengan gas akan didinginkan, dipisahkan pada separator atau filter dan kemudian dipergunakan lagi.

Gambar 2. 3 oil flooded dan oil freeSedangkan pada jenis oil free tidak diinjeksikan minyak pelumas. Biasanya memiliki tekanan keluar yang lebih rendah dibanding jenis oil flooded. Misalnya dipergunakan pada bidang medis atau industri semikonduktor. 3 Kompresor Sudu (Vane Compressor).

Disebut juga rotary vane compressor atau kompresor sudu luncur. Terdiri atas sebuah rotor yang dipasang secara eksentris pada silinder yang sedikit lebih besar dari pada rotor. Gambar berikut menunjukkan bagian-bagian kompresor sudu luncur:

Gambar 2. 4 baling-baling bergerak maju mundurBaling-baling bergerak maju mundur secara radial dalam slot rotor mengikuti kontur dinding silinder saat rotor berputar. Sudu didorong oleh gaya sentrifugal yang timbul saat rotor berputar sehingga selalu rapat dengan dinding silinder. Untuk menjamin kerapatan antara sudu dengan dinding silinder dipasang pegas pada slot rotor. Untuk menjaga agar sudu tidak cepat aus, maka biasanya diujung sudu yang bersinggungan dengan casing digunakan logam lain. Kapasitas kompresor untuk ukuran rotor dan casing yang sama adalah fungsi jumlah sudu. Semakin banyak sudunya, makin besar kapasitasnya, tetapi perbandingan kompresinya lebih rendah dan volume vane lebih besar. Randemen volumetrisnya berkisar antara 0,6 sd 0,9.

Liquid Piston Compressor. Merupakan kompresor rotari yang proses kompresinya menggunakan zat cair yang membentuk cincin dan berfungsi sebagai piston, umumnya cairan tersebut adalah air tetapi dapat juga oli.

Gambar 2. 5 Liquid Piston CompressorCara kerja :

Mula-mula rumah kompresor diisi dengan zat cair, kemudian rotor diputar. Dengan putaran tertentu, maka air mengalami gaya sentrifugal sehingga membentuk cincin (ring) yang terbentuk ditepi rumah kompresor. Bagian inlet menjadi kosong dan gas yang akan dikompresikan masuk ke saluran isapndan mengisi saluran kosong tersebut, kemudian dikompresikan. Setelah itu dikeluarkan melalui saluran buang (dicharge port) yang berukuran jauh lebih kecil daripada saluran isap. Untuk menjamin agar tidak terjadi panas yang berlebihan, maka air pembentuk cincin dapat disirkulasikan/diganti secara rutin.

Rumus untuk penghitungan laju volume langkah atau pemindahan volume (displacement), untuk kompresor jenis ini adalah :

(kecepatan putar) m3/det

A= diameter silinder, m

B= Diameter roler, m

L

= Panjang silinder, m

Dan kecepatan putar bersatuan putaran per detik.

4 kompresor-kompresor sentrifugal

kompresor sentrifugal melayani system-sistem refrigerasi yang berkapasitas antara 200 hingga 10.000 kW. Suhu evaporator pada mesin-mesin bertingkat ganda dapat diturunkan hingga -50oC sampai -100oC, walaupun penggunaanya yang terbanyak adalah untuk mendinginkan air hingga 6 atau 8oC. di dalam system-sistem pengkondisian udara.

Cara kerja konstruksi kompresorn sentrifugal sama dengan pompa sentrifugal. Fluida memasuki mata impeller yang berputar dan kemudian dilemparkan kearah lingkaran luar impeller dengan gaya sentrifugal. Sudu-sudu impeller menignkatkan putaran gas tersebut dan membangkitkan tekanan. Dari impeller ini gas mengalir ke sudu-sudu penghambur atau ke ruang spiral (volute), dimana sejumlah energy kinetic diubah menjadi tekanan.

Gambar 2. 6 pompa sentrifugal.4.1 Pemisahan gas cetus (flash gas)

Kompresor sentrifugal dengan dua atau lebih tingkat memerlukan pemisahan gas cetus. Gas cetus ini dapat dipisahkan dengan mengekspresikan sebagian cairan dari kondensor, memisahkan gas cetus, dan kemudian menekan kembali gas tersebut tanpa menurunkan lebih lanjut tekanannya.

Karakteristik prestasi impeller dalam kompresor sentrifugal dilengkapi dengan sudu-sudu yang membungkuk ke belakang. Udara yang mengalir melalui kipas diperlukan sebagai fluida yang tak dapat dimampatkan, tetapi didalam kompresor sentrifugal, uap refrigerant jelas termampatkan. Pada kompresor berkecepatan konstan, bila laju aliran dinaikan mulai dari nol, tekanan yang dibangkitkan oleh kompresor dimulai dari beberapa harga diatas nol, lalu naik sampai suatu waktu, kemudian turun kembali.

Kecepatan ujung sudu untuk membangkitkan tekanan. Taksiran kasar kecepatan ujung impeller dapat dilakukan dengan menggunakan beberapa relasi dasar dalam pemesinan turbo. Momen gaya yang diberikan oleh impeller secara ideal kepada gas adalah :

Bila refrigerant memasuki impeller pada arah radial yang essensial, maka komponen tangensisal kecepatan = 0 sehingga,

Gambar 2. 7 prestasi suatu kompresor sentrifugalDaya yang dibutuhkan pada poros adalah hasil perkalian antara momen gaya dan kecepatan putar.

Paling tidak, pada laju refrigerant yang sangat rendah, kecepatan ujung impeller dan kecepatan tangensial refrigerant hamper sama, sehingga :

Rumusan lain untuk daya ideal adalah hasil kali laju alir massa dan kerja compresi isentropic, yaitu :

Dengan melakukan penyamaan kedua rumus daya diatas, maka didapat :

4.2 Pemeliharan impeller dan refrigerant

Ada dua dimensi iimpeller yang menentukan, yaitu diameter roda dan lebar antara muka-muka impeller. Perancang suatu kompresor sentrifugal harus harus memiliki kombinasi-kombinasi ini bersamaan dengan memilih refrigerant. Besarnya diameter roda sangat ditentukan oleh tekanan buang yang harus dicapai, karena untuk suatu kecepatan putar tertentu, diameter roda yang besar akan menghasilkan kecepatan ujung yang lebih tinggi, yang akan menghasilkan perbandingan tekanan yang lebih besar.

Pilihan lain perancang adalah lebar pelaluan di dalam impeller. Untuk menaikkan kapasitas, perbesar lebar antara muka-muka impeller, yang tenu saja dengan menaikan daya yang dibutuhkan. Para perancang kompresor sentrifugal terus berusaha mendapatkan mesin-mesin berkapasitas kecil yang berefisiensi tinggi. Stu sebab mengapa menurunya efisiensi mesin yang berkapasitas kecil, adalah mengecilnya lebar impeller dan besarnya gesekan gas pada muka-muka impeller relative terhadap laju aliran melalui impeller.

4.3 Surjing (surging) pada gambar prestasi suatu kompresor sentrifugal tidak terlihat data prestasi di sebelah kiri batas surja (surge envelope), walaupun prestasi klasik kompresor, kipas, dan pompa bersudu membungkuk ke belakang diperlihatkan berupa garis putus-putus. Bila beban refrigerasi berkurang, dan laju alir turun dari titik A karakteristik aliran tekan naik hinggan ke titik B. penurunan aliran lebih lanjut, menyebabkan kerja berpindah ke titik C dimana perbandingan tekanan kompresor menurun, dan pemisahan aliran mulai terjadi pada sudu-sudu.

Gambar 2. 8 surjing pada suatu kompresor sentrifugal4.4 Kendali kapasitas dua cara mengendalikan kapasitas yang paling efisien dan paling banyak digunakan adalah (1) penyetelan sudu-sudu prerotasi pada saluran masuk impeller dan (2) mengubah-ubah keccepatan.

Untuk momen gaya menunjukan bahwa bila suatu komponen positif diberikan untuk V1t, maka momen gaya tersebut akan turun, yang juga berarti penurunan kapasitas pemompaan. Sudu-sudu prerotasi menghasilkan suatu pusaran gas yang memasuki impeller. Dalam gambar dibawah ini terlihat bagaimana posisi sudu-sudu prerotasi mempengaruhi karakteristik kompresor.

Gambar 2. 9 karakteristik kompresor sentrifugal pada berbagi penyetelan sudu-sudu prerotasi.1