RECIPROCATING COMPRESSORS (Kompresor Torak)

 

Kompresor merupakan suatu unit yang dapat memindahkan udara yang bertekanan rendah menjadi bertekanan lebih tinggi, selama perpindahan ini udara dimampatkan. Udara yang mampat yang dihasilkan oleh kompresor ini menghisap udara bebas bertekanan satu atmosfir hingga tekanan kerja yang diinginkan.Dalam hal ini kompresor bekerja sebagai penguat (booster). Udara mampat ini biasanya tidak langsung digunakan, melainkan kadang-kadang dialirkan melalui satu saluran sampai ke tempat pemakaian, dapat juga disimpan ke tempat tangki penyimpanan udara terlebih dahulu, baru kemudian dari tangki tersebut dialirkanke unit-unit yang membutuhkan udara mampat.

Kompresor Reciprocating

Di dalam industri, kompresor reciprocating paling banyak digunakan untuk mengkompresi baik udara maupun refrigerant. Prinsip kerjanya seperti pompa sepeda dengan karakteristik dimana aliran keluar tetap hampir konstan pada kisaran tekanan pengeluaran tertentu. Juga, kapasitas kompresor proporsional langsung terhadap kecepatan. Keluarannya, seperti denyutan.

Kompresor reciprocating tersedia dalam berbagai konfigurasi; terdapat empat jenis yang paling banyak digunakan yaitu horizontal, vertical, horizontal balance-opposed, dan tandem. Jenis kompresor reciprocating vertical digunakan untuk kapasitas antara 50 – 150 cfm. Kompresor horisontal balance opposed digunakan pada kapasitas antara 200 – 5000 cfm untuk desain multitahap dan sampai 10,000 cfm untuk desain satu tahap (Dewan Produktivitas Nasional, 1993).

Kompresor udara reciprocating biasanya merupakan aksi tunggal dimana penekanan dilakukan hanya menggunakan satu sisi dari piston. Kompresor yang bekerja menggunakan dua sisi piston disebut sebagai aksi ganda. Sebuah kompresor dianggap sebagai kompresor satu tahap jika keseluruhan penekanan dilakukan menggunakan satu silinder atau beberapa silinder yang parallel. Beberapa penerapan dilakukan pada kondisi kompresi satu tahap. Rasio kompresi yang terlalu besar (tekanan keluar absolut/tekanan masuk absolut) dapat menyebabkan suhu pengeluaran yang berlebihan atau masalah desain lainnya. Mesin dua tahap yang digunakan untuk tekanan tinggi biasanya mempunyai suhu pengeluaran yang lebih rendah (140 to 160oC), sedangkan pada mesin satu tahap suhu lebih tinggi (205 to 240oC).

Untuk keperluan praktis sebagian besar plant kompresor udara reciprocating diatas 100 horsepower/ Hp merupakan unit multi tahap dimana dua atau lebih tahap kompresor dikelompokkan secara seri Udara biasanya didinginkan diantara masing-masing tahap untuk menurunkan suhu dan volum sebelum memasuki tahap berikutnya (Dewan Produktivitas Nasional, 1993).

Kompresor udara reciprocating tersedia untuk jenis pendingin udara maupun pendingin air menggunakan pelumasan maupun tanpa pelumasan, mungkin dalam bentuk paket, dengan berbagai pilihan kisaran tekanan dan kapasitas.

Yang termasuk Kompresor reciprocating adalah kompresor turbo dan kompresor torak.

·         Kompresor turbo adalah penghembus udara turbo dengan tekanan keluaran 738 mmHg ( 10 m Aq ). Ia mempunyai sifat dapat mengeluarkan terus-menerus gas dengan komposisi beraturan, dan ia sesuai bagi penerapan tekanan rendah dan aliran gas besar. Motor dihubungkan langsung atau melalui roda gigi penggerak untuk memperbesar perputaran, dan kompresor dijalankan pada perputaran tinggi.

·         Kompresor torak adalah kompresor yang kompresinya dikerjakan oleh piston torak dalam silinder, dan macam kompresor ini sesuai untuk tekanan tinggi ( 5kgcm2 atau lebih). Pada umumnya untuk kerja perputaran lambat, ia digerakan dengan dikopel langsung pada motor berkutub jamak atau melalui hubungan sabuk yang sesuai. Ia banyak digunakan untuk keperluan industri. 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

·          

Cara Kerja Reciprocating Compressor

 

Katub Kompresor
Katub kompresor yang digunakan pada kompresor refrigerasi lebih cenderung ke : Pressure Actuated daripada ke : Mechanical Actuated.

Gambar 11.4 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 11.4 a, torak pada posisi titik mati atas, kedua katub menutup, karena tekanan pada ruangan silinder sama dengan tekanan discharge.

Gambar 11.4 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 11.4 c, piston mulai bergerak dari titik mati bawah, bila tekanan ruang silinder lebih besar dari pada dengan tekanan suction maka katub hisap menutup.

Gambar 11.4 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.

Karakteristik

1. Dapat memberikan efek pembukaan katub yang maksimum dengan sedikit hambatan untuk menimbulkan trotling gas
2. Katub dapat terbuka dengan menggunakan tenaga yang ringan
3. Katub harus dapat terbuka atau tertutup secara cepat untuk mengurangi kebocoran.
4. Katub tidak mempunyai efek menambah clearance volume
5. Katub harus kuat dan tahan lama

Keunggulan Reciprocating Compressors

Ø  Kompresor torak mempunyai efisiensi volumetrik yang lebih tinggi dibandingkan dengan jenis kompresor yang lain, sehingga kompresor ini akan menghasilkan kapasitas udara yang lebih besar.

Ø   Debu dan pasir tidak mudah masuk ke dalam silinder karena udara yang dihisap harus melalui saringan udara sebelum udara tersebut masuk silinder memalui katup isap. Dalam hal ini silinder dan piston tidak akan cepat rusak akibat kotoran yang masuk ke dalam silinder.

Ø  Kompresor torak memiliki konstruksi yang lebih sederhana, sehingga penggunaannya lebih ekonomis.

Ø  Memiliki rasio kompresi yang lebih besar.

Kelemahan Reciprocating Compressors

Ø  Pada tekanan yang tinggi dan udara tekan yang dihasilkan rendah diperlukan pondasi yang kuat dan dijaga keamanannya terhadap lingkungan sekitar dan diperlukan penggunaan saluran pipa yang tahan terhadap getaran yang timbul.

Ø  Pada tekanan yang tinggi dan udara tekan yang dihasilkan rendah kompresor torak membutuhkan biaya pemeliharaan yang lebih tinggi pada kapasitas yang sama.