Cara Kerja Kompresor Udara
Air compressor atau kompresor udara adalah mesin yang mengubah daya (menggunakan motor listrik, mesin diesel atau bensin) menjadi energi potensial yang disimpan di udara dengan tekanan yang tinggi. Pada dasarnya, cara kerja kompresor udara yaitu mengubah tekanan udara/gas dari rendah menjadi tinggi dan mengirimkan udara/gas tersebut ke ruang yang lebih kecil. Di Atlas Copco, kami mengembangkan dan melakukan proses manufaktur mandiri untuk setiap mesin kompresor udara yang kami pasarkan. Mari memahami beberapa jenis kompresor untuk mengetahui cara kerjanya berikut ini.
Jenis kompresor dan proses kompresi
Ada dua jenis kompresor udara yang menjadi dasar dari semua kompresor udara yang tersedia secara komersial saat ini. Dua jenis tersebut ialah Kompresi Dinamis (Dynamic Compression) dan Kompresi Perpindahan Positif (Positive Displacement Compression).
Dari kedua desain kompresor di atas, terbagi menjadi dasar 4 jenis kompresor udara yang paling umum digunakan:
- Kompresor Aliran Aksial (Dinamis) / Axial Flow Compressors (Dynamic)
- Kompresor Sentrifugal (Dinamis) / Centrifugal Compressors (Dynamic)
- Kompresor Bolak-balik (Perpindahan Positif) / Reciprocating Compressors (Positive Displacement)
- Kompresor Putar (Perpindahan Positif) / Rotary Compressors (Positive Displacement)
Tipe Kompresor Dynamic Compression
Kompresor udara dengan tipe Dynamic Compression mengandalkan fenomena dalam dinamika fluida yang disebut prinsip Bernoulli. Prinsip ini menyatakan bahwa ketika kecepatan fluida meningkat, tekanan yang diberikan oleh fluida tersebut berkurang. Artinya secara praktis, fluida yang bergerak lambat memberikan lebih banyak tekanan daripada fluida yang bergerak cepat - keduanya memiliki hubungan yang berbanding terbalik.
Itulah alasan mengapa sayap pesawat dirancang seperti itu. Saat sayap membelah udara, kelengkungan sayap menyebabkan udara mengalir di atas bagian atas sayap dengan kecepatan yang lebih tinggi daripada yang mengalir di bawah sayap: kecepatan yang lebih tinggi menciptakan tekanan yang lebih rendah di atas bagian atas sayap. Perbedaan tekanan yang lebih rendah di bagian atas dan tekanan yang lebih tinggi di bagian bawah menghasilkan daya angkat. Adapun daya angkat dihasilkan karena gas selalu bergerak dari area bertekanan tinggi ke area bertekanan rendah.
Kebanyakan kompresor dinamis adalah kompresor turbo dengan pola aliran aksial atau radial. Semua dirancang untuk laju aliran volume besar.
Pada kompresor sentrifugal, udara mengalir secara radial ke luar dari baling-baling, dan bukan di sepanjang poros. Udara memasuki sistem melalui saluran masuk pada sudut 90 derajat tegak lurus terhadap cakram yang berputar cepat. Cakram dilapisi dengan bilah melengkung yang mengarahkan aliran udara di sepanjang permukaan cakram secara radial ke luar. Cakram yang berputar meningkatkan kecepatan udara (prinsip Bernoulli). Udara yang terperangkap di antara bilah melengkung memiliki tekanan yang lebih rendah dibandingkan dengan udara di saluran masuk. Perbedaan tekanan ini menciptakan aliran udara terkompresi dan udara terkompresi dipandu menuju ruang pembuangan. Keuntungan kompresor Sentrifugal adalah menghasilkan tekanan pelepasan yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan kompresor Aksial, tetapi laju alirannya lebih rendah.
Tipe Kompresor Positive Displacement Compression
Kompresor udara jenis ini mengandalkan fenomena dalam dinamika fluida yang disebut hukum Boyle. Hukum Boyle menyatakan bahwa untuk massa tetap dari gas ideal yang disimpan pada suhu tetap, tekanan dan volume berbanding terbalik. Ini berarti bahwa tekanan yang diberikan oleh gas di dalam ruang meningkat seiring dengan berkurangnya ukuran ruang.
Hal ini menjelaskan sebagian cara kerja paru-paru kita. Paru-paru dan rongga dada kita mengembang ketika kita menarik napas. Karena ukuran rongga dada bertambah, tekanan di dalam paru-paru berkurang. Dan gas mengalir ke arah tekanan tinggi ke tekanan rendah sehingga memudahkan penarikan napas. Hal ini bekerja dengan cara yang berlawanan ketika kita menghembuskan napas.
Dari prinsip Hukum Boyle ini diturunkan dua desain kompresor udara: Reciprocating Compressors dan Rotary Compressors.
Pada reciprocating compressors, atau yang biasa disebut piston kompresor, volume udara ditarik ke dalam ruang melalui katup. Elemen piston mundur dari katup dan menciptakan lebih banyak volume di dalam ruang, yang kemudian menyebabkan tekanan di dalam ruang berkurang (hukum Boyle). Udara bergerak masuk dari area bertekanan tinggi di luar ruang ke area bertekanan rendah di dalam ruang. Setelah piston sepenuhnya mundur, piston memulai langkah maju yang secara efektif mengurangi volume ruang. Dengan mengurangi volume ruang, ini meningkatkan tekanan yang diberikan oleh udara di dalam ruang (Hukum Boyle). Saat piston menyelesaikan langkah maju, udara terkompresi dibuang pada tekanan tinggi melalui katup keluar. Keuntungan dari kompresor reciprocating dasar dibandingkan kompresor rotari adalah jenis kompresor udara yang paling ekonomis dan relatif murah. Reciprocating compressors adalah pilihan utama untuk proyek-proyek kecil, bengkel mesin, bengkel, toko ban, dan fasilitas manufaktur kecil
Pada rotary compressors, sejumlah udara ditarik ke dalam ruang melalui saluran masuk atau katup. Elemen yang berputar seperti sekrup putar, baling-baling, atau lobus berada di dalam ruang. Elemen yang berputar dirancang untuk bergerak dengan cara menambah dan mengurangi volume yang tersedia di dalam ruang untuk udara. Sebagai contoh, dalam desain sekrup putar, udara masuk ke dalam ruangan tetapi kemudian terjebak di antara bilah rotor spiral elemen sekrup. Volume ruang di antara bilah rotor spiral berkurang sehingga menyebabkan tekanan meningkat (Hukum Boyle).
Udara dikompresi dan diarahkan di sepanjang alur elemen sekrup pada tekanan tinggi sampai habis. Keuntungan dari kompresor rotari adalah bahwa mereka menghasilkan laju aliran yang terus menerus tinggi dengan tetap mempertahankan dimensi eksterior yang relatif kecil. Kompresor ini lebih mahal tetapi merupakan investasi jangka panjang yang lebih baik. Kompresor ini memungkinkan lebih banyak waktu kerja, efisiensi energi yang lebih baik, kualitas udara yang lebih tinggi, umur yang lebih panjang, dan hemat biaya dalam jangka panjang. Yang umum dijual dipasaran dan termasuk dalam jenis kompresor rotary adalah:
- Kompresor screw
- Kompresor scroll
- Blower
- Kompresor Tooth
Bagian umum kompresor
Setiap tipe kompresor memiliki beberapa bagian berbeda, tapi memang terdapat bagian yang umum dan biasanya selalu ada di dalam kompresor tersebut apapun tipenya. Berikut bagian kompresor umum yang penting Anda ketahui:
Drain Valve
Drain valve merupakan katup yang terletak pada bagian bawah kompresor. Berfungsi untuk mengeluarkan air atau kotoran yang terkumpul dalam tangki penampung (receiver tank). Biasanya dilengkapi dengan pengaturan waktu yang memungkinkan pengguna untuk mengatur frekuensi pembuangan air.
Fluid Cooler
Fluid cooler merupakan komponen yang berfungsi untuk menurunkan suhu fluida yang digunakan untuk menggerakkan kompresor. Biasanya komponen ini terletak di antara kompresor dan motor listrik. Dengan adanya penurunan suhu fluida, maka kinerja kompresor akan lebih stabil dan masa pakai kompresor pun akan lebih panjang.
Hose/Selang
Komponen ini mungkin paling familiar bagi Anda, fleksibel dan digunakan untuk menghubungkan berbagai bagian pada kompresor. Hose biasanya terbuat dari bahan karet atau plastik yang tahan terhadap tekanan dan suhu yang tinggi. Fungsi utama hose ialah mengalirkan gas atau udara dari satu komponen ke komponen yang lain.
Hose Fitting
Hose fitting atau fitting selang merupakan komponen yang digunakan untuk menghubungkan antara hose dengan komponen kompresor lainnya. Fitting ini terdiri dari beberapa bagian, seperti body fitting, nut, dan ferrule. Fungsi utama hose fitting ialah untuk memastikan koneksi selang ke komponen kompresor lainnya aman dan rapat.
Ball Valve
Ball valve merupakan katup yang terdiri dari bola dan lubang yang dapat dibuka dan ditutup secara manual. Fungsi utama ball valve ialah untuk mengatur aliran fluida atau udara pada kompresor. Adanya ball valve membantu Anda mengontrol aliran fluida atau udara yang masuk ke dalam kompresor sehingga dapat berfungsi dengan baik.
Filter
Filter kompresor merupakan komponen yang berfungsi untuk menyaring udara atau gas yang masuk ke dalam kompresor. Filter ini terdiri dari beberapa jenis yaitu filter udara dan oli. Jadi, dapat dipastikan bahwa udara atau gas yang masuk ke dalam kompresor bersih dan tidak mengandung kotoran atau partikel yang dapat merusak komponen kompresor.
Pressure Gauge
Pressure gauge merupakan alat pengukur tekanan udara yang terdapat pada kompresor. Fungsi utama pressure gauge yaitu untuk memonitor tekanan udara atau fluida yang masuk ke dalam kompresor. Dengan begitu, Anda dapat mengontrol dan memastikan tekanan yang dihasilkan oleh kompresor sesuai dengan kebutuhan aplikasi yang diinginkan.
Pressure Switch
Komponen pressure switch memiliki cara kerja memutuskan aliran listrik saat tekanan udara pada kompresor mencapai batas yang telah ditentukan. Fungsi utamanya ialah menjaga tekanan pada kompresor agar tetap stabil dan mencegah kerusakan pada komponen lain akibat tekanan yang berlebihan.
Safety Valve
Safety valve merupakan katup yang terletak pada bagian atas tangki penampung (receiver tank) kompresor. Fungsi utamanya ialah memastikan tekanan di dalam tangki penampung tidak melebihi batas aman. Jika tekanan di dalam tangki penampung melebihi batas yang ditentukan, maka safety valve akan terbuka dan membebaskan tekanan tersebut mencegah kerusakan kompresor.
Receiver Tank
Receiver tank merupakan tangki penampung yang digunakan untuk menyimpan udara atau gas yang telah diproduksi oleh kompresor, kapasitasnya bervariasi tergantung pada ukuran dan jenis kompresor yang digunakan. Fungsi utamanya ialah menjaga tekanan udara atau gas yang dihasilkan tetap stabil dan menyediakan pasokan udara atau gas yang cukup untuk digunakan dalam berbagai aplikasi.
Bagaimana cara memilih jenis kompresor udara (air compressor) yang tepat untuk Anda?
Sekarang Anda telah mengetahui semua jenis kompresor udara utama dan ketika memilih jenis kompresor yang tepat, Anda harus bertanya pada diri Anda sendiri:
- Apa aplikasinya
- Berapa banyak aliran yang digunakan fasilitas/bengkel saya
- Tekanan apa yang dibutuhkan di dalam fasilitas
- Apakah saya membutuhkan udara bersih/kering (penggunaan pengering dan filter)
- Berapa jam per tahun kompresor saya beroperasi
- Berapa banyak shift yang saya jalankan per hari
- Apakah ada fluktuasi permintaan aliran di antara shift (jika ya, kompresor VSD bisa menjadi pilihan yang baik dan menawarkan penghematan yang besar)
- Apakah ada rencana untuk ekspansi di masa depan
Apakah Anda memerlukan panduan tentang jenis kompresor udara yang paling cocok untuk fasilitas Anda?
Kami dapat mengirimkan tim ke lokasi Anda dan mencari tahu kebutuhan Anda, menyoroti efisiensi yang ada, dan memberi Anda daftar solusi alternatif yang mungkin mencakup berbagai jenis kompresor udara.
Mulai konsultasi GRATIS dengan kami melalui WhatsApp atau dengan mengisi formulir permintaan konsultasi dan penawaran.
Baca Juga: Inilah Cara Kerja Oil-Free Air Compressor
