Sistem dan Rangkaian Pengontrolan Operasi Kompresor

Admin

Okt 15, 2019

Sistem dan Rangkaian Pengontrolan Operasi Kompresor

Dua macam sistem kontrol untuk mengontrol kerja motor kompresor refrigerasi yang lazim digunakan adalah sistem kontrol berbasis thermal dan sistem kontrol berbasis tekanan. Kedua sistem tersebut selalu digunakan pada unit refrijerasi dan tata udara, baik untuk keperluan domestik, komersial dan industrial. Yang membedakannya terletak pada sistem aktuasinya.

Jika pada unit berskala rendah pengontrolan kerja motor kompresor dilakukan secara langsung, maka pada unit berskala besar digunakan cara tidak langsung yaitu menggunakan rele dan kontaktor. Kontrol berbasis suhu dan berbasis tekanan mempunyai dua sistem pengaturan yaitu pengaturan rentang (range) dan pengaturan differential.

Perangkat kontrol untuk pendinginan (comfort cooling) memiliki tipe dasar yang sama dengan perangkat kontrol untuk keperluan pemanas ruangan. Perangkat kontrol untuk pendinginan terdiri dari operating control, prymary control, dan limit control. Sebagai operating control adalah thermostat, pressurestat, dan humidistat.

Primary control meliputi motor starter dan starting relay. Sedang limit control terdiri dari overload circuit breaker, thermal overload, internal motor overload, rerigerant pressure limit control, dan oli pressure limit control.

Elemen pendeteksi (sensing element) thermostat biasanya diletakkan di bagian saluran udara balik (return air duct) pada suatu unit tata udara. Jika udara dingin di bagian tersebut telah mencapai nilai tertentu, maka thermostat akan mengehentikan (stop) motor kompresor pada unit tersebut.

Knop pengatur pada range adjustment digunakan untuk mengatur suhu yang diharapkan. Jika suhu ruangan terlalu dingin, maka running time unit dapat dikurangi.

1. Pengontrolan Motor Kompresor Berbasis Suhu

Pengontrolan motor kompresor berbasis suhu biasanya menggunakan motor control thermostat. Motor control thermostat menggunakan elemen pendeteksi suhu. Ada dua disain untuk motor control thermostat, yaitu:

Untuk mengontrol sistem pendingin ruang (refrijerasi)
Untuk mnegontrol sistem pemanas ruang(heating)

Elektromekanik Thermostat

Motor control thermostat dua tingkat diperlihatkan dalam Gambar 4.1. Elemen sensor bereaksi terhadap perubahan suhu pada bagian udara balik. Kenaikan suhu akan menyebabkan fan aktif(cut-in). Kenaikan suhu selanjutnya akan membuat kompresor bekerja (cut-in) Jika suhu udara turun, maka operasi akan berlangsung secara berlawanan. Fan berhenti (turn-off). Gambar 4.2 memperlihatkan diagram skematik yang akan membantu memperjelas operasi sistem kontrol tersebut

Hampir seluruh peralatan refrigerator, dan freezer untuk keperluan domestik dan komersial berskala kecil menggunakan piranti thermostat elektromekanik untuk mempertahankan suhu konstan di dalam kabinetnya. Thermostat jenis ini oleh pabrikannya telah diatur preset-nya untuk beroperasi pada rentang suhu tertentu, misalnya ada suatu produk memiliki preset dengan rentang -28 OC atau -6OC hingga -20OF hingga 20OF tergantung pada posisi dial sensor diletakkan.

Gambar 4.4 memperlihatkan tipikal defrost control. Defrost control yang digunakan pada unit refrijerasi dan tata udara berfungsi untuk mengontrol operasi kompresor ketika permukaan koil eveporator terdapat formasi es. Adanya formasi es yang berlebihan di permukaan eveporator dapat menggangu proses transfer panas, dan berarti mengganggu efek pendinginan. Untuk itu diperlukan sistem kontrol yang tepat untuk mencegah terjadinya formasi es di permukaan koil eveporator. Defrost control akan membuka sirkit kontrol jika suhu evaporator sudah mendekati suhu titik beku. Pengaturan suhu beku ini dilakukan oleh pabrikan, jadi tidak perlu pengaturan ulang.

Defrost control terdiri dari single-pole, single throw (SPST) control jika hanya digunakan untuk keperluan defrost. SPST control mengontrol pencairan bunga es di evaporator dengan menghentikan kerja kompresor (off) untuk beberapa waktu setelah sensor mendeteksi suhu formasi es telah tercapai. Jika selama kompresor dimatikan akibat adanya formasi es dan dinginkan juga beroperssinya defrost heater untuk mempercepat pencairan formasi es di eveporator maka harus digunakan singlepole, double-throw (SPDT) control.

Sistem kontrol ini berlaku untuk unit refrijerasi dan tata udara. Gambar 4.5 memeperlihatkan diagram skematik sistem pengontrolan defrost tanpa defrost heater sedang Gambar 4.6 memperlihatkan sistem pengontrolan defrost menggunakan defrost heater

Diagram skematik dalam Gambar 4.7. merupakan sirkit yang digunakan pada unit pendingin. Sistem tersebut menggunakan thermostat tegangan rendah, dengan dua kabel. Thermostat mengontrol sebuah rele yang akan mengontrol sirkit motor. Jika motor tidak dapat dihubungkan secara langsung ke sistem jala-jala dan perangkat proteksi tekanan akan diletakkan di dalam sistem. Dalam kasus ini high pressure safety cut-out disambung dalam sambungan seri dengan koil starter. Sistem ini akan membuka sirkit jika tekanannya menjadi terlalu tinggi.

Beberapa siklus sistem komando on berasal dari low-side pressure control. Thermostat mengoperasikan sebuah katub solenoid yang terpasang pada saluran likuid atau saluran hisap (suction). Jika suhu thermostat telah mencukupi, katup solenoid tertutup. Jika tekanan penurunan tekanan rendah telah mencukupi nilai tertentu sirkit motor akan terbuka. Hal ini dilakukan oleh pressure control yang terpasang pada magmetic starter. Gambar 4.8 memperlihatkan sistem tersebut. Kemudian unit akan berhenti (stop). High-side switch juga terpasang pada sistem kontrol ini. Switch tersebut akan menghentikan (stop) motor kompresor jika sisi tekanan tinggi melebihi nilai batas (preset limit) yang sudah ditentukan.

Sistem kontrol yang dijumai pada sistem pendinginan untuk kenyamanan, biasanya terdiri dari:

Thermostat (24 V atau 220V) atau sensor thermistor (one-stage atau twostage)
Evaporator icing control (freeze-up control), dua kawat denga tegangan 24 V atau 220V untuk mengontrol damper, katub atau kompresor jika suhu evaporator mencapai 32OF (OC).
Sequence starting control jika kompresor lebih dari satu (multiple compressor).
Multicylinder compressor unloading sequencing control

Gambar 4.9 adalah Thermostat mekanik yang dilengkapi dengan dua jenis skala yaitu skala untuk pengaturan Range dan skala untuk pengaturan Differential. Thermostat jenis ini lazim digunakan pada sistem refrigerasi komersial, misalnya display case, dan cold storage. Thermostat tersebut memiliki mekanisme operasi kontak yang kokoh dan tertutup rapat dengan sehingga bebas debu. Suhu cut out dan cut in dapat diatur secara independen karena adanya pengaturan differential.

Gambar 4.10 memperlihatkan tipikal penggunaan thermostat pada unit refrigerasi komersial. Dalam Gambar terlihat katub solenoid (S) dipasang pada saluran refrigeran yang akan masuk ke evaporator sebelum katub ekspansi. Katub solenoid (S) terhubung ke jala-jala tegangan melalui thermostat (T). Proses kerja system ini adalah sebagai berikut: Pada kondisi operasi normal, kontak thermostat tertutup, sehingga solenoid (S) bekerja, refrigerant mengalir masuk ke evaporator melalui katub ekspansi untuk mengatur debitnya. Jika suhu evaporator semakin rendah, suhu remote bulb juga semakin turun. Jika suhu remote bulb turun sampai titik tertentu, sesuai seting thermostat, maka kontak thermostat terbuka, solenoid tidak aktif, aliran ferigeran ke evaporator berhenti, dan proses pendinginan juga berhenti.

Pada Gambar 4.11 terlihat motor kompresor terhubung ke jala-jala tegangan satu fasa melalui low pressure control. Hal ini dimaksudkan, bila piranti kontrol (low pressure control) mendeteksi tekanan yang sangat rendah di saluran hisap kompresor, akibat suhu refrigerant yang terlalu rendah, maka kontak low pressure control akan terbuka, sehingga motor kompresor berhenti.

2. Pengontrolan Motor Kompresor Berbasis Tekanan

Tekanan kerja pada sisi tekanan rendah di evaporator harus terus dijaga pada level tekanan tertentu untuk memastikan proses eveporasi berlangsung pada tekanan rendah yang benar. Oleh karena itu perlu disediakan sistem kontrol yang dapat mengatur kerja kompresor berbasis perbedaan tekanan kerja di evaporator. Sistem kontrol berbasis tekanan rendah ini lazim digunakan pad unit komersial. Gambar 4.13 memeprlihatakan tipikal low-pressure control yang beroperasi berbasis bellow (diafragma).

Pressure motor control beroperasi berdasarkan tekanan evaporator. Jika suhu evaporator naik, maka tekanan rendah pada sisi evaporator akan meningkat sehingga membuat bellow (diafragma) mengembang. Kontak sakelar (switch) tertutup, sehingga motor kompresor bekerja (start-up). Jika suhu dan tekanan di evaporator turun hingga nilaitertentu, bellow akan menyusut kembali. Kontak sakelar terbuka dan motor kompresor berhenti secara otomatis (stop).

Gambar 4.15 memperlihatkan tipikal pressure motor control yang dilengkapi dengan pengaturan cut-out dan cut-in. Cut-out dan cut-in control diperlukan untuk pengontrolan tekanan berdasarkan pengaturan range dan pengaturan differential.

Pengaturan range dilakukan melalui range adjustment. Jika baut range adjustment diputar berlawanan arah jarum jam maka akan menurunkan titik cut-in dan titik cut-out pada jarak yang sama. Sebaliknya jika baut range adjustment diputar searah jarum jam maka akan menaikkan titik cut-in dan titik cut-out pada jarak yang sama.