Makalah Termodinamika Repigernt Clear.docx

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang Masalah Refrigeran adalah fluida kerja yang bersirkulasi dalam siklus refrigerasi. Refrigeran merupakan komponen terpenting siklus refrigerasi karena refrigeran yang menimbulkan efek pendinginan dan pemanasan pada mesin refrigerasi. ASHRAE (2005) mendefinisikan refrigeran sebagai fluida kerja di dalam mesin refrigerasi, pengkondisian udara, dan sistem pompa kalor. Refrigeran menyerap panas dari satu lokasi dan membuangnya ke lokasi yang lain, biasanya melalui mekanisme evaporasi dan kondensasi. Melalui makalah ini, penyusun berusaha mengingatkan kembali bagaimana penggunaan repigeren yang baik dan pemilihan repigeren yang ramah lingkungan, sehingga diharapkan pembaca menjadi paham akan pentingnya penggunaan repigerent di balik penggunaanya yang sangat di butuhkan oleh masyarakat. Tidak hanya sekedar paham akan maknanya saja, tetapi bagaimana kemudian kita sebagai seorang yang peduli terhadap lingkungan . 2. Rumusan Masalah

1.pengrtian apa itu reoigerent ? 2. Apa saja macam-macam repigerent ? 3.dampak penggunaan repigerant ? 4. penyelesaian masalah 5. siklus repirigasi gas..

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 1

BAB II PEMBAHASAN 1. REFRIGERAN Refrigeran adalah zat yang mengalir dalam mesin pendingin (refrigerasi) atau mesin pengkondisian udara (AC). Zat ini berfungsi untuk menyerap panas dari benda atau udara yang didinginkan dan membawanya kemudian membuangnya ke udara sekeliling di luar benda/ruangan yang didinginkan. 2. PENGELOMPOKAN REFRIGERAN Refrigeran yang pertama kali digunakan adalah eter oleh Perkins pada mesin kompresi uap [1]. Selanjutnya pada tahun 1874 digunakan sulfur dioksida (SO2), dan pada tahun 1875 mulai digunakan ethyl chloride (C2H5Cl) dan ammonia. Selanjutnya metil khlorida (CH3Cl) mulai digunakan tahun 1878 dan karbon dioksida (CO2) tahun 1881. Nitrogen oksida (N2O3) dan hidrokarbon (CH4, C2H6, C2H4, dan C3H8) banyak digunakan sekitar tahun 1910 sampai 1930. Dichloromethane (CH2Cl), dichloroethylene (C2H2Cl2) dan monobromomethane(CH3Br) juga digunakan sebagai refrigeran pada mesin sentrifugal. Penggunaan refrigeran-refrigeran yang disebutkan diatas tersingkir setelah ditemukannya Freon (merek dagang) oleh E.I. du Point de Nemours and Co pada sekitar tahun 1930an, dan menjadi sangat populer sampai dengan tahun 1985. Refrigeran ini disebut sebagai refrigeran halokarbon (halogenated hydrocarbon) karena adanya unsur-unsur halogen yang digunakan (Cl, Br) atau kadangkala disebut sebagai refrigeran fluorokarbon (fluorinated hydrocarbon) karena danya unsure fluor (F) dalam senyawanya. Berdasarkan jenis senyawanya, refrigeran dapat dikelompokan menjadi: 1. Kelompok refrigeran senyawa halokarbon. 2. Kelompok refrigeran senyawa organik cyclic. 3. Kelompok refrigeran campuran Zeotropik. 4. Kelompok refrigeran campuran Azeotropik. 5. Kelompok refrigeran senyawa organik biasa. 6. Kelompok refrigeran senyawa anorganik. MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 2

7. Kelompok refrigeran senyawa organik tak jenuh. 1. Kelompok Refrigeran Senyawa Halokarbon Kelompok refrigeran senyawa halokarbon diturunkan dari hidrokarbon (HC) yaitu metana (CH4), etana (C2H6), atau dari propana (C3H8) dengan mengganti atom-atom hidrogen dengan unsur-unsur halogen seperti khlor (Cl), fluor (F), atau brom (Br). Jika seluruh atom hidrogen tergantikan oleh atom Cl dan F maka refrigeran yang dihasilkan akan terdiri dari atom khlor, fluor dan karbon. Refrigeran ini disebut refrigeran chlorofluorocarbon(CFC). Jika hanya sebagian saja atom hidrogen yang digantikan oleh Cl dan atau F maka refrigeran yang terbentuk disebut hydrochlorofluorocarbon (HCFC). Refrigeran halokarbon yang tidak mengandung atom khlor disebut hydrofluorocarbon (HFC). Berdasarkan pembahasan di atas refrigeran halocarbon dapat dituliskan sebagai: Untuk senyawa halokarbon jenuh berlaku (n + p +q) = 2m + 2, sedangkan untuk senyawa tak jenuh (n + p + q) = 2 m. Dalam hal ini m menyatakan jumlah atom C, n adalah jumlah atom H, p adalah jumlah atom F, dan q menyatakan jumlah atom Cl. Cara penomoran refrigeran halokarbon adalah R- (m-1) (n+1) (p) Jika (m-1) sama dengan nol maka angka nol dihilangkan. Sebagai contoh CCl3F (trichlorofluoromethane) dituliskan sebagai R-11 atau CFC-11. CCl2F2 (Dichlorodifluoromethane) dituliskan sebagai R-12 atau CFC-12. CHClF2(Chlorodifluoromethane) dituliskan sebagai R-22 atau HCFC-22. C2Cl3F3 dituliskan sebagai R-113 atau CFC-113. Metana (CH4) dituliskan sebagai R-50, etana (C2H6) adalah R-170, propane (C3H8) R-290 dan seterusnya. Untuk refrigeran yang mengandung bromida dituliskan dengan menambahkan huruf B dan angka yang menyatakan jumlah atom khlor yang digantikannya. Sebagai contoh R-13B1 adalah refrigeran R-13 yang satu atom khlornya digantikan oleh satu aton Br. Jika senyawa mempunyai isomer yaitu senyawa yang mempunyai jumlah unsur sama tetapi berbeda dalam struktur molekulnya, maka nomor refrigeran ditambahkan huruf a,b, dst bergantung apakah struktur molekulnya simetri atau tidak. MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 3

Untuk senyawa tak jenuh ditambahkan angka jumlah ikatan tak jenuh didepan (m-1) contoh adalah ethylene(C2H4) dituliskan sebagai R-1150 karena mempunyai satu ikatan rangkap (CH2 = CH2). Gambar 1 menunjukkan 15 refrigeran halokarbon gugus metana, sedangkan Gambar 2 menunjukkan 28 refrigeran dari 55 refrigeran gugus etana yang mungkin (termasuk isomernya). Sedangkan dari propana dapat diturunkan 332 refrigeran halokarbon.

Tabel 1 dan Tabel 2 masing-masing memperlihatkan refrigeran halokarbon gugus metana dan gugus etana beserta masing-masing Normal Boiling Point (NBP). Tabel 1 Refrigeran halokarbon gugus metana dan NBP nya (oC) [1] Jumlah atom H

Jumlah Atom F

4–H

0–F

CH4

3–

2–

1–

0–

H

H

H

H

R-50 -164,0CH3Cl R-40 -23,74CH2Cl2 R-30 40CHCl3 R-20 61,2CCl4 R-10 76,71 – F CH3F R-41 -78,0CH2ClF MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 4

R-31 -9,0CHCl2F R-21 8,9CCl3F R-11 23,72 – F CH2F2 R-32 -51,6CHClF2 R-22 -40,8CCl2F2 R-12 -29,83 – F CHF3 R-23 -82,2CClF3 R-13 -81,54 – F CF4 R-14 -127,8 Refrigeran yang mempunyai banyak atom Cl cenderung beracun. Atom F ditambahkan agar senyawa menjadi stabil. Dari tabel-tabel tersebut di atas dapat dilihat bahwa senyawa yang mempunyai banyak atom Cl akan mempunyai NBP yang lebih tinggi. Sedangkan meningkatnya jumlah atom F cenderung menurunkan NBP senyawa yang terbentuk.

2. Kelompok Refrigeran Senyawa Organik Cyclic

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 5

Kelompok refrigeran ini diturunkan dari butana. Aturan penulisan nomor refrigeran adalah sama dengan cara penulisan refrigeran halokarbon tetapi ditambahkan huruf C sebelum nomor. Contoh dari kelompok refrigeran ini adalah: R-C316

C4Cl2F6

1,2-dichlorohexafluorocyclobutane

R-C317

C4ClF7

chloroheptafluorocyclobutane

R-318

C4F8

octafluorocyclobutane

3. Kelompok Refrigeran Campuran Zeotropik

Kelompok refrigeran ini merupakan refrigeran campuran yang bisa terdiri dari campuran refrigeran CFC, HCFC, HFC, dan HC. Refrigeran yang terbentuk merupakan campuran tak bereaksi yang masih dapat dipisahkan dengan cara destilasi. Tabel 2 Refrigeran halokarbon gugus etana dan NBP nya (oC) [1] Jumlah Atom H Jumlah atom F

6–H

5–H

4–H

0–F

C2H5ClR-

170

160

-88,6

12,0

2–H

CH2Cl-

CHCl3 –

CH2Cl-

CHCl2R-

CHCl2R-

CH2Cl2R-

140

130

113,0

145,0

84,0

CH3-

CH2Cl-

CH3-CHl2

CCl3

CCl3

R-

R-

R-

150a(?)

140a(?)

130a(?)

57,0

75,0

128,0

150

C2H6R-

3–H

1–H

0 -H

CHCl2 – CCl3R-

C2Cl6R-

120

110

162,0

185,0

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 6

CHCl2– CHClFRCH2ClCHClFR141

CH3-

R-

CCl2F

131a(?)

R-

90,0

4,0

141a(?)

CH2Cl-

115,7

CH2Cl –

42,0

CCl2F

CCl3-

CH2F

CHCl2-

R-

CHClF

R-

CH2F

131b(?)

R-

151a(?)

R-141b

86,0

121a(?)

-37,7

32,1

151

161

CHCl2CCl2FR121

117,0

CCl3CCl2FR111

CH3Cl-

CHClF-

CHClF-

CHF3R-

CHClFR-

CCl2FR-

142

132

122

35,0

66,0

85,0

CH2F-

CH2F-

CCl3-

CHClF

CCl2F

CHF2

R-

R-

R-

142a(?)

132a(?)

122a(?)

-24,7

27,0

62

77,0

92,0

CH3-

CH3-

CHCl2-

CHCl2-

CCl3-

CHF2

CClF2

CHF3

CClF2

CClF2

R-152a

R-142b

R-

R-

R-112a

-24,15

-9,25

132b(?)

122b(?)

91,5

CH2FCH2FR152

2–F

CCl3CH2F

CHClFR-

1–F

102,0

65,0

CH3-

C2H5FR-

131

CCl2FCCl2FR112

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 7

60

72,0

CH2ClCClF2 R132c(?) 49,0 Jumlah Atom H Jumlah atom F

6–H

5–H

4–H

3–H

2–H

1–H

0 -H

Refrigeran ini diberi nomor dimulai dengan 4 sedangkan digit selanjutnya dibuat sesuai perjanjian. Yang termasuk refrigeran ini adalah 

R-401A campuran R-22(53%) + R-152a(13%) + R-124(34%)



R-402B campuran R-125(38%) + R-290(2%) + R-22(60%)



R-403B campuran R-22(56%) + R-218(39%) + R-290(5%)

Refrigeran campuran zeotropik akan menguap dan mengembun pada temperatur yang berbeda hal ini akan menyebabkan terjadinya temperature glide baik di evaporator maupun di kondensor, yaitu refrigeran mengalami perubahan fasa pada tekanan konstan tetapi temperaturnya terus berubah Kelompok Refrigeran Campuran Azeotropik Kelompok refrigeran Azeotropik adalah refrigeran campuran tak bereaksi yang tidak dapat dipisahkan dengan cara destilasi. Refrigeran ini pada konsentrasi, tekanan dan temperatur tertentu bersifat azeotropik, yaitu mengembun dan menguap pada temperatur yang sama, sehingga mirip dengan refrigeran tunggal. Namun demikian pada kondisi (konsentrasi, temperatur atau tekanan) yang lain refrigeran ini bisa saja menjadi bersifat zeotropik. Kelompok refrigeran ini diberi nomor dimulai dengan angkalima, sedangkan digit berikutnya dibuat sesuai perjanjian, sebagai contoh:

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 8



R-500: R-12 (73.8%) + R-152a (26.2%), Temperatur azeotropik: 0oC



R-502: R-22 (48.8%) + R-115 (51.2%), Temperatur azeotropik: 19oC

5. Kelompok refrigeran organik lainnya

Kelompok refrigeran ini sebenarnya terdiri dari unsur C, H dan lainnya. Namun demikian cara penulisan nomornya tidak dapat mengikuti cara penomoran refrigeran halokarbon karena jumlah atom H nya jika ditambah dengan 1 lebih dari 10 sehingga angka kedua pada nomor refrigeran menjadi dua digit. Sebagai contoh butana (C4H10), jika dipaksakan dituliskan sesuai dengan cara penomoran refrigeran halokarbon, maka refrigeran ini akan bernomor R-3110, sehingga akan menimbulkan kerancuan. Nomor kelompok refrigeran ini dimulai dengan angka 6 dan digit lainnya dipilih sebarang berdasarkan kesepakatan. Contoh refrigeran dari kelompok ini adalah: 

R-600 : Butana, CH3CH2CH2CH3



R-600a



R-610 : ethyl ether, C2H5OC2H5



R-611 : methyl format, HCOOCH3



R-630 : methyl amine, CH3NH2



R-631 : ethyl amine, C2H5NH2

: Isobutana, CH(CH3)3

6. Kelompok refrigeran senyawa unorganik Kelompok refrigeran ini diberi nomor yang dimulai dengan angka 7 dan digit selanjutnya menyatakan berat molekul dari senyawanya. Contoh dari refrigeran ini adalah: 

R-702 : hidrogen



R-704 : helium



R-717 : amonia



R-718 : air



R-744 : O2



R-764 : SO2

7. Kelompok refrigeran senyawa organik tak jenuh MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 9

Kelompok refrigeran ini mempunyai nomor empat digit, dengan menambahkan angka kempat yang menunjukkan jumlah ikatan rangkap didepan ketiga angka yang sudah dibahas dalam sistem penomoran refrigeran halokarbon. Contoh dari jenis refrigeran ini adalah: w R-1130 1,2-dichloroethylene

CHCl=CHCl

w R-1150 Ethylene

CH2=CH2

w R-1270 Propylene

C3H6

Data nama dan nomor lengkap refrigeran dapat dilihat pada literature [2]. 3. PEMILIHAN JENIS REFRIGERAN Pemilihan jenis refrigeran yang akan digunakan dilakukan dengan mempertimbangkan beberapa sifat berikut: 1. Sifat termodinamika, 2. Tingkat mampu nyala, 3. Tingkat racun, 4. Kelarutan dalam air, 5. Kelarutan dalam minyak pelumas, 6. Reaksi terhadap material komponen mesin, 7. Sifat-sifat fisik, 8. Kecenderungan bocor, 9. Pengaruhnya terhadap lingkungan hidup, dan 10. Harga.

1.

Sifat termodinamika

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 10

Pemilihan refrigeran yang mempunyai sifat termodinamika yang tepat biasanya dilakukan berdasakan kapasitas refrigerasi yang diperlukan (sangat kecil, kecil, sedang atau besar) dan temperatur refrigerasi/pendinginan yang diperlukan. Misalnya untuk pengkondisian udara 5oC, lemari es -10 s/d 2oC, cold storage -25oC, lemari pembeku daging atau ikan -40oC.

1. a.

Tekanan dan temperatur jenuh

Tekanan dan temperatur jenuh akan menentukan kondisi operasi di evaporator dan kondensor. Kondisi yang diinginkan adalah pada temperatur pendinginan yang diinginkan refrigeran masih mempunyai tekanan di atas tekanan atmosfer sehingga tidak ada tekanan vakum dalam sistem yang dapat menyebabkan masuknya udara dan uap air ke dalam sistem. Pada temperatur kondensor yang sedikit di atas temperatur kamar, diharapkan refrigeran mempunyai tekanan yang tidak terlalu tinggi sehingga tidak diperlukan kompresor dengan perbandingan kompresi yang tinggi dan berdaya rendah. Disamping itu diinginkan refrigeran yang mempunyai tekanan kondensor dan evaporator yang tidak terlalu tinggi juga. Hal ini dimaksudkan agar tidak diperlukan struktur komponen yang kuat dan berat. Dengan mengetahui tekanan dan temperatur jenuh refrigeran, maka dapat diketahui apakah suatu refrigeran beroperasi pada kisaran tekanan dan temperatur yang sama dan dapat saling menggantikan. Gambar 5 menunjukkan kurva jenuh beberapa refrigeran. Dari kurva tersebut dapat dilihat bahwa kurva R-12 berimpit dengan R-134a dan R-152a. Dengan demikian refrigeran R-134a dan R-152a dapat menggantikan refrigeran R-12. dari kurva ini pula dapat diprediksi bahwa campuran R-32 yang bertekanan tinggi dengan R134a yang bertekanan lebih rendah dapat dihasilkan refrigeran untuk menggantikan R-22. Berbagai kombinasi campuran refrigeran bertekanan tinggi dan rendah dapat dilakukan untuk menggantikan refrigeran yang tekanannya berada di antara kedua tekanan refrigeran-refrigeran yang dicampur . Kurva jenuh ini dapat dibuat linier, jika diplot ln Psatterhadap 1/Tsat. Hal ini ditunjukan pada Gambar 6. berdasarkan persamaan Clausius – Clayperon kemiringan garis akan menunjukan panas laten pengupan refrigeran tersebut. Semakin curam kemiringan garis, semakin besar panas laten penguapannya.

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 11

beberapa sifat termodinamika refrigeran yang umum digunakan. Dari Normal Boiling Point (NBP) biasanya digunakan untuk mengetahui kondisi refrigeran pada tekanan atmosfer. Dari NBP juga dapat diketahui apakah refrigeran tersebut dapat beroperasi pada temperatur rendah atau lebih tinggi. Sebagai contoh R-12 mempunyai NBP – 29,8oC, dengan demikian refrigeran ini banyak digunakan pada mesin refrigerasi yang beroperasi pada kisaran temperatur 0 s/d -25oC. Dapat terlihat bahwa refrigeran ini masih bertekanan di atas tekanan atmosfer pada – 25oC. R-11 yang mempunyai NBP 23,7oC (Tabel 3) merupakan refrigeran dengan titik didih tinggi oleh sebab itu akan menyebabkan tekanan evaporator vakum, bahkan untuk pemakaian pada pengkondisian udara sekalipun yang bertemperatur 5oC. Kondisi vakum akan menyebabkan besarnya volume spesifik uap refrigeran yang keluar dari evaporator. Oleh sebab itu diperlukan kompresor sentrifugal untuk menghasilkan laju aliran massa yang besar. R-10 mempunyai NBP yang lebih besar lagi (76,7oC, Tabel 2.1) oleh sebab itu refrigeran ini tidak dapat digunakan meskipun dengan kompresor sentrifugal. R-22 mempunyai NBP yang lebih rendah – 40,8oC. Dengan demikian refrigeran ini dapat digunakan untuk temperatur pendinginan yang lebih rendah dari temperatur R-12 tanpa mengalami vakum. R-134a mempunyai NBP yang dekat dengan R-12 oleh sebab itu refrigeran ini digunakan untuk menggantikan R-12 yang penggunaanya mulai di hapus karena merusak lapisan ozon. R-290 mempunyai NBP yang dekat dengan R-22. refrigeran hidrokarbon ini berpotensi untuk menggantikan R-22. R-113 mempunyai dua isomer, yang satu mempunyai NBP 45,9oC sedangkan yang lain mempunyai NBP 47,6oC. Dengan demikian refrigeran ini biasa digunakan dengan kompresor sentrifugal mirip dengan R-11. Namun demkian seperti yang terlihat pada Tabel 2.3 baik tekanan evaporator maupun kondensor keduanya adalah vakum.

1. b.Temperatur dan tekanan kritik

Tekanan dan temperatur kritik merupakan batas atas dari pemakaian refrigeran pada mesin refrigerasi kompresi uap. Tidak ada refrigeran yang dioperasikan di atas tekanan atau MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 12

temperatur kritik dalam siklus kompresi uap. Untuk mendapatkan COP yang besar refrigeran harus dioperasikan jauh di bawah titik kritiknya agar diperoleh efek refrigerasi yang besar. Dari refrigeran yang terdapat dalam Tabel 2.3 hanya CO2(31oC) yang mempunyai temperatur kritik di bawah temperatur kondensor yang normal. Oleh sebab itu refrigeran ini digunakan pada sistem yang berbeda, R-14 bahkan belum pernah digunakan sebagai refrigeran.

1. c.Titik beku

Titik beku refrigeran merupakan batas bawah temperatur operasi dari refrigeran tersebut. Siklus refrigeran harus beroperasi di atas titik bekunya. Dari Tabel 3 dapat dilihat bahwa hanya air yang mempunyai titik beku 0oC, sedangkan refrigeran lainnya jauh di bawahnya. Oleh sebab itu penggunaan air sebagai refrigeran hanya dilakukan untuk temperatur di atas 0oC, meskipun temperatur yang lebih rendah dapat dicapai dengan penurunan tekanan di bawah tekanan atmosfer.

1. d. Laju aliran uap sisi isap (V*) Tabel 2.3 memperlihatkan laju aliran volumetrik per TR beberapa refrigeran (m3/h/TR) yang dihitung berdasarkan tekanan operasi kondensor 40oC dan tekanan evaporasi 5oC (kecuali CO2, temperatur kondensor 25oC, dan air ,H2O, temperatur evaporator 5oC). Dapat terlihat bahwa V* yang dibutuhkan meningkat dengan meningkatnya NBP. Amonia yang mempunyai panas laten yang terbesar ternyata mempunyai kebutuhan V* yang hampir sama dengan R-22. Keduanya mempunyai NBP yang hampir sama. Dengan demikian maka NBP sangat menentukan V* atau sebaliknya sangat menentukan kapasitas refrigerasi volumetrik (1/V*). Berdasarkan hal tersebut di atas maka dapat disimpulkan bahwa refrigeran dengan NBP yang tinggi seperti R-11, dan R-113 akan beroperasi pada tekanan evaporator yang rendah dan memerlukan laju aliran volumetrik sisi isap yang besar. Oleh sebab itu kompresor yang lebih tepat digunakan pada sistem refrigerasi ini adalah kompresor sentrifugal dan digunakan untuk kapasitas yang besar (diatas 400 TR). Sebaliknya refrigeran dengan NBP yang rendah seperti MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 13

amonia, R-22, propana, CO2 dsb. Beroperasi pada tekanan evaporator diatas tekanan atmosfer. Kompresor yang digunakan adalah dari jenis perpindahan positif (reciprocating, dan screw). Refrigeran ini biasanya digunakan untuk kapasitas refrigerasi sedang dan kecil. Namun demikian R-22 juga digunakan dengan kompresor sentrifugal pada mesin pengkondisian udara kapasitas besar dimana laju aliran volumetrik sisi isap cukup besar untuk penggunaan kompresor sentrifugal. Refrigeran dengan NBP menengah seperti R-600a, R-152a, R-134a, dan R-12 pada umumnya digunakan pada mesin refrigerasi kapasitas kecil dengan kompresor torak, seperti refrigerasi domestik, dan AC mobil. R-114 yang memiliki NBP 3,6oC merupakan refrigeran dengan NBP menengah. Refrigeran ini biasanya digunakan pada mesin refrigerasi dengan kompresor rotari. Namun demikian karena refrigeran ini adalah refrigeran CFC yang sudah dihapuskan produksinya, maka penggunaan refrigeran ini tidak banyak lagi.

1. e. Panas laten penguapan (hfg)

Tabel 2.3 menunjukkan besarnya panas laten penguapan (hfg) beberapa refrigeran pada Tkond= 40oC dan Teva= -15oC. Dari data tersebut nampak bahwa beberapa refrigeran mempunyai panas laten yang lebih besar dari yang lainnya. Namun demikian COP dari mesin refrigerasi hampir sma untuk semua refrigeran. Dengan demikian panas laten tidak mempengaruhi COP.

1. 2.

Sifat kimia

Sifat kimia refrigeran yang harus diperhatikan antara lain adalah sifat mampu nyala, tingkat racun, reaksinya terhadap air, minyak pelumas dan material konstruksi/komponen serta terhadap produk yang dibekukan jika terjadi kebocoran refrigeran dari sistem. 1. a. Sifat mampu nyala dan tingkat racun Sifat mampu nyala ditentukan oleh komposisi campuran udara –refrigeran dan titik nyala dari refrigeran tersebut. Berdasarkan kemudahan terbakarnya refrigeran dibagi menjadi tiga kelas yaitu kelas 1, kelas 2 dan kelas 3[2].

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 14

Refrigeran yang mempunyai titik nyala di atas 750oC dianggap tidak mudah terbakar karena temperatur nyalanya sudah melebihi temepartur leleh material komponen refrigerasi. refrigeran kelompok ini termasuk Refrigeran dengan titik nyala di bawah 750o dan batas bawah penyalaan (LFL = Lower Flammability Limit, atau LEL = Lower Explotion Limit) adalah lebih besar dari 3,5% volume (campuran dalam udara), maka refrigeran ini termasuk refrigeran kelas 2. Sedangkan jika batas bawah penyalaan kurang dari 3,5% maka refrigeran tersebut masuk kelas 3. Tabel 3 Sifat termodinamika beberapa refrigeran Tekanan Operasi Refrigeran,

Tekana Temperatu

n

r Kritik, Refrigera n

NBP, o C

Titik

bar

C

o

C

hfg, kJ/kg

R

, Bar

o

m3/hr/T

Beku

Kritik,

V*,

pevapad

pkondpad

Pada Tkond= 40oC

a 5oC

a 40oC

dan Teva= -15oC

111, R-11

23,7

197,78

43,7

0

0,4967

1,748

0,772

148,5

3,62

9,60

10,867

108,4

136, R-12

-29,8

112,04

41,15

0

160, R-22

-40,8

96,02

96,02

0

5,836

15,331

6,668

108,4

R-113

45,9

214,1

34,15

-36,6

0,1903

0,7809

186,9

111,8

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 15

R-114

R-134a

3,6

145,8

32,7

-94,0

1,069

3,454

37,6

88,6

-26,15

101,06

40,56

-96,6

3,5

10,167

10,867

139,8

3,149

9,092

11,572

226,5

5,478

13,664

7,737

252,4

1,88

5,361

21,24

226,5

117, R-152a

-24,15

113,3

45,2

0

187, R-290

-42,1

96,8

42,56

1

159, R-600a

-11,73

135,0

36,45

6

0,0087

2342,5

R-718

100

374,5

221,3

0,0

4

0,0738

825,6

*

R-717

-33,35

31,1

73,72

-77,7

5,16

15,54

6,124

1053,4

156,7* R-744

-78,4

31,1

73,72

-56,6

–

–

1,33

*

* pada Teva = 5oC, ** pada Tkond = 25oC Tingkat racun dibagi menjadi dua kelompok yaitu kelompok A yaitu refrigeran tak beracun dan kelompok B refrigeran beracun[2]. Refrigeran dikatakan tidak beracun jika mempunyai LC50 (Lethal Concentration 50%) lebih besar dari 10.000 ppm, sedangkan refrigeran dianggap beracun jika LC50 lebih kecil dari 10.000 ppm. MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 16

Berdasarkan tingkat mampu nayala dan racun maka refrigeran dapat diklasifikasikan sebagai 

refrigeran kelas A1: tidak beracun tidak mudah terbakar. Semua refrigeran halokarbon masuk kedalam kelas refrigeran ini.



Refrigeran kelas A2: tidak beracun, tetapi tingkat nayala masuk kelas 2. Refrigeran campuran zeotropik antara kelas A1 dan A3 bisa masuk kelas refrigeran ini. R-32, R-141b, dan R-152a juga masuk dalam kelas refrigeran ini.



Refrigeran kelas A3: tidak beracun, tetapi mudah terbakar. Refrigeran hidrokarbon, masuk ke dalam kelas ini.



Refrigeran kelas B1: beracun tetapi tidak mudah terbakar. Tidak ada refrigeran masuk kelas ini.



Refrigeran kelas B2: beracun dan bisa terbakar. Amoniak termasuk kelas refrigeran ini.



Refrigeran kelas B3: beracun dan mudah terbakar. Kelas refrigeran ini tidak pernah digunakan.

1. b. Kelarutan dalam air

Adanya air atau uap air dalam sistem tidak diinginkan, karena dapat menyebabkan penyumbatan pada alat ekspansi (moisture choking), korosi, rusaknya isolasi dak kumparan motor listrik dalam kompresor hermetik, dan terbentuk kerak dalam pipa tembaga. Uap air dapat berada dalam sistem apabila proses evakuasi (vakum) tidak dilakukan dengan baik, atau terjadi kebocoran pada sisi tekanan rendah (untuk sistem yang bekerja pada tekanan vakum), kebocoran pada penukar kalor berpendingin air, pelumas yang basah karena bersifat higroskopik, atau kebocoran melalui sekat poros untuk kompresor tak hermetik. Pembentuk air dan es dapat terjadi apabila air atau uap air tidak larut atau terlepas dari larutan refigeran –pelumas. Dengan demikian semakin tinggi kelarutan air dalam refrigeran atau pelumas semakin baik. Namun tingkat kelarutan air dalam refrigeran biasanya menurun dengan menurunnya temperatur, sehingga keberadaan air dalam refrigeran selalu dicegah dengan memasang pengering silica gel atau molecular sieve. Tabel 4 memeuat kelarutan air pada beberapa refrigeran. Dari tabel ini dapat dilihat bahwa air mempunyai kelarutan yang lebih rendah dalam R-12 dan R-11 dibandingkan dalam R-22 atau RMAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 17

134a. Dengan demikian persoalan moisture choking lebih banyak ditemui pada sistem dengan refrigeran seperti R-12 dan R-11. Namun demikian semakin rendah temperatur semakin kecil kelarutannya. Hal ini dapat menyebabkan terpisahnya air dari refrigeran dan akan menimbulkan persoalan, Oleh sebab itu keberadaan air dalam sistem tetap harus dicegah. Tabel 4 Kelarutan air dalam beberapa refrigeran cair [3] Kelarutan, mg/kg

RR-11

R-12

R-22

134a

60,0

340

440

3150

3200

32,2

140

128

1580

1500

10,0

55

44

830

730

-1,1

34

23,3

573

490

-40

4

1,7

120

89

-73,3

0,3

0,1

19

12

Temperatur, oC

1. c.

Kelarutan dalam minyak pelumas

Refrigeran dan pelumas dapat bercampur atau tidak bercampur dengan pelumas bergantung pada jenis dan ukuran kompresor. Pada kompresor sentrifugal pelumas mempunyai sistem tersendiri yang terpisah dari saluran refrigeran, sehingga pada sistem ini, tidak perlu dikhawatirkan pengaruh kelarutan refrigeran dalam minyak pelumas atau sebaliknya. Namun

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 18

demikian pada jenis kompresor torak dan ulir refrigeran bercampur dengan minyak pelumasnya. Untuk jenis kompresor ini maka diperlukan pasangan refrigeran – minyak pelumas yang saling tidak larut, dengan demikian minyak pelumas dan refrigeran dapat dipisahkan dengan memasang pemisah oli pada sisi keluaran kompresor. Pada kompresor torak kapasitas kecil dimana tidak memungkinkan untuk dipasang pemisah oli, maka diperlukan pasangan refrigeran oli–refrigeran yang larut dengan baik satu sama lain agar pelumas tidak tertinggal di kondensor, katup ekspansi atau evaporator. Pada sistem kompresor yang memungkinkan terjadinya pencampuran refrigeran – oli, maka perlu diperhatikan adanya penuruan kerapatan dan viskositas minyak pelumas tersebut agar tidak terjadi kegagalan pelumasan. Pelumas refrigeran secara garis besar dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu oli mineral yang berasal dari minyak bumi dan oli sintetik. Terdapat dua jenis oli mineral yaitu oli mineral Napthenic dan Paraffinic, keduanya merupakan senyawa hidrokarbon jenuh, tetapi oli mineral napthenic mempunyai ikatan cyclic yang menyebabkan oli jenis ini viskositas dan temperatur curahnya lebih rendah dibandingkan oli mineral Paraffinic yang banyak mengandung lilin parafin. Dalam praktek keduanya terdapat dalam mineral oli dengan komposisi yang berbeda-beda[3]. Refrigeran sintetik yang banyak digunakan adalah Alkyl-benzene, Polyo ester (POE), dan polyalkyl glycol (PAG). Hampir semua refrigeran halokarbon larut dengan baik dalam oli mineral, kecuali R-22, R-114, R-502 yang hanya larut sebagian. Oleh sebab itu penggunaan refrigeran yang hanya terlarut sebagian ini pada sistem refrigerasi yang kecil dan refrigeran tercampur dengan minyak pelumas memerlukan perhatian pada sistem pemipaan yang memungkin minyak pelumas kembali ke kompresor secara gravitasi. Sebagai contoh R-22 dengan 10% mineral oil merupakan larutan yang baik pada kondensor temperatur, tetapi akan terpisah pada temperatur evaporator – 5oC. Jika kandungan oli mencapai 18% pemisahan akan terjadi pada temperatur 0,5oC[1]. Amonia dan CO2 tidak larut dalam oli mineral oleh sebab itu pemakaian refrigeran ini pada mesin refrigerasi besar tidak menjadi masalah karena pencampuran dapat diatasi dengan memasang pemisah oli. R-134a tidak bercampur dengan oli mineral, sehingga pasangan refrigeran-minyak pelumas ini tidak digunakan pada mesin refrigerasi kapasitas kecil yang tidak MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 19

memungkinkan dipasangnya pemisah oli. Tabel 5 memperlihatkan kelarutan beberapa refrigeran dalam oli mineral. Pada umumnya viskositas danmassajenis oli pelumas akan menurun jika bercampur dengan refrigeran. Besarnya penurunan viskositas danmassajenis ini meningkat dengan meningkatnya jumlah refrigeran yang terlarut, temperatur dan tekanan[3]. Oleh sebab itu perlu diperhatikan agar penurunan viskositas danmassajenis ini tidak sampai menyebabkan kegagalan pelumasan. Tabel 6 menunjukkan kisaran viskositas minyak pelumas yang direkomendasikan pada beberapa aplikasi refrigerasi kapasitas kecil. Tabel 5 Kelarutan beberapa refrigeran dalam oli mineral Sebagian larut Seluruhnya larut

Tidak Tinggi

Sedang

Rendah

larut

13B1

R-22

R-13

NH3

R-501

R-114

R-14

CO2

RR-11

R-600a

R-12

R-290

RR-21

R-115

134a

R-113

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 20

R-152a

R-500

R-502

1. d. Reaksi terhadap material komponen mesin Material komponen mesin terdiri dari logam, elastomer dan material pengering seperti silika gel dan molecular sieves. Refrigeran halokarbon, dan hidrokarbon mempunyai kestabilan kimia dan kompatibel terhadap hampir semua logam. Namun demikian material yang paling baik digunakan adalah tembaga. Alumunium akan sedikit bereaksi dengan refrigeran yang mempunyai kandungan fluor yang tinggi[1]. R-12 dan R-11 menunjukkan reaksi terhadap alumunium. Namun karena harganya murah maka alumunium dengan lapisan oksida banyak digunakan sebagai komponen mesin refrigerasi. Tabel 6 menunjukkan kompatibilitas beberapa material terhadap refrigeran R-12, R-134a dan hidrokarbon

1. 3. Sifat fisika

1. a.

Kekuatan Dielektrik

Kekuatan dielektrik menentukan apakah refrigeran tersebut menghantarkan listrik atau tidak. Refrigeran yang baik adalah refrigeran yang mempunyai kekuatan dielektrik yang tinggi atau tidak menghantarkan listrik. Refrigeran yang mempunyai kekuatan dielektrik yang tinggi aman digunakan pada kompresor hermetik. Refrigeran halokarbon dan hidrokarbon mempunyai kekuatan dielektrik yang baik dan bersifat isolator. Sebagai perbandingan terhadap nitrogen R-11, R-113, R-12 dan R-22 mempunyai kekuatan dielektrik masing-masing sebesar 3, 2,6, 2,4 dan 1,31. sedangkan ammonia dan CO2 mempunyai nilai kekuatan dielektrik masing-masing 0,88 dan 0,82. Tabel 6 Kisaran viskositas minyak pelumas pada beberapa aplikasi refrigerasi kapasitas kecil[3]

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 21

Viskositas Pelumas pada 38oC

Jenis Refrigeran

kompresor

SSUa

mm2/s

280 – Ammonia

Screw

300

60 – 65

150 – Ammonia

Reciprocating

Carbon dioksida

Reciprocating

300

280 – 300b

32 – 65

60 -65

280 – R-11

Sentrifugal

300

60 – 65

280 – R-123

Sentrifugal

300

60 – 65

280 – R-12

Sentrifugal

300

150 – R-12

Reciprocating

R-12

Rotary

300

280 –

60 – 65

32 – 65c 60 – 65

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 22

300

280 – R-134a

400

Sentrifugal

60-86

280 – R-134a

300

Screw

60-65

280 R-22

60 – 86

400

Sentrifugal

150 – R-22

32 – 65

300

Reciprocating

280 – R-22

R-22 a

Scroll

Screw

300

60 – 65

280 –

60 –

800

173

SSU = Saybolt Seconds Universal = SUS

b

beberapa aplikasi menggunakan minyak pelumas yang lebih encer 14-17 mm2/s (75-85 SSU),

dan ada pula yang menggunakan minyak pelumas lebih kental 108-129 mm2/s (500 – 600 SSU). C

Pemakaian R-12 pada AC mobil memerlukan minyak pelumas dengan viskositas yang lebih

kental 97-107 mm2/s (450 – 500 SSU) Tabel 7 Kompatibilitas beberapa refrigeran terhadap material komponen mesin refrigerasi

Material

Penggunaan

R-

R-

12

134a

HC

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 23

Konstruksi, Baja

pipa

1. Kecenderungan bocor

Semua refrigeran saat ini mempunyai kecenderungan bocor yang kecil. Deteksi kebocoran sangat mudah dilakukan dengan adanya detekt0r elektronik refrigeran halokarbon yang tidak berbau. Cara yang paling mudah mendeteksi kebocoran adalah dengan menggunakan air sabun. Ammonia mempunyai bau yang sangat kuat sehingga mudah terdeteksi. Namun demikian refrigeran ini termasuk refrigeran beracun sehingga keboroan dapat berakibat fatal dan mengkontaminasi produk yang didinginkan. Namun demikian dengan dihapusnya penggunaan CFC, refrigeran amonia menjadi salah satu alternatif pengganti. Refrigeran hidrokarbon yang mudah terbakar disarankan untuk diberi pembau. Namun demikian pembau merkaptan pada kosentrasi tertentu dapat menyebabkan korosi. 1. 5. Pengaruh terhadap lingkungan hidup

Refrigeran sintetik seperti kelompoh refrigeran halokarbon yang memiliki sifat-sifat teknis yang sangat baik ternyata menimbulkan efek perusakan lingkungan hidup. Refrigeran ini mempunyai kontribusi terhadap perusakan lapisan ozon dan atau pemanasan global. Kedua isu lingkungan hidup tersebut ditanggapi sangat serius oleh masyarakat internasional dan telah dilakukan upaya-upaya bersama untuk menaggulanginya. Oleh sebab itu pemilihan jenis refrigeran haruslah memperhatikan kedua isu lingkungan hidup global tersebut. Pembahasan rinci mengenai hal ini serta refrigeran alternatif dapat dilihat pada bab selanjutnya.

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 24

1. 6. Harga refrigerant

Harga refrigeran di Indonesia sangat ditentukan oleh mekanisme pasar dan nilai tukar rupiah. Apabila persediaan melimpah dan harga kurs rupiah stabil, maka harga refrigeran menjadi murah. Refrigeran pengganti cenderung lebih mahal dibandingkan dengan refrigeran yang digantikan. 4. REFRIGERAN YANG SERING DIGUNAKAN DI INDONESIA

Berdasarkan pembahasan di atas, pada dasarnya, refrigeran dapat dikelompokan menjadi kelompok refrigeran sintetik dan refrigerant alami. Refrigeran sintetik tidak terdapat dialam dan dibuat oleh manusia dari unsur-unsur kimia. Sedangkan refrigeran alami adalah refrigeran yang dapat ditemui di alam, namun demikian masih diperlukan pabrik untuk penambangan dan permuniannya. Refrigeran yang dikenal dengan sebutan CFC, HCFC, dan HFC adalah contoh-contoh refrigeran sintetik. Sedangkan hidrokarbon (HC), karbon dioksida (CO2), air (H2O), udara dan ammonia (NH3) adalah contoh refrigeran alami yang sering digunakan. CFC adalah singkatan dari chlorofluorocarbon. Seperti namanya refrigeran ini terdiri dari unsur khlor (Cl), fluor (F) dan karbon (C). Contoh dari refrigeran ini adalah R-11 (CFC-11), R-12 (CFC-12). Karena tidak mengandung hydrogen CFC adalah senyawa yang sangat stabil dan tidak mudah bereaksi dengan zat lain meskipun terlepas ke atmosfer. Karena mengandung khlor, CFC merusak ozon di atmosfer (stratosfer) jauh di atas muka bumi. Zat ini mempunyai nilai potensi merusak ozon (Ozone Depletion Potential = ODP) yang tinggi (ODP =1). Lapisan ozon melindungi mahluk hidup dari pancaran sinar ultra violet intensitas tinggi. HCFC merupakan singkatan dari hydrochloro-fluorocarbon. Meskipun mengandung khlor (Cl), yang merusak lapisan ozon, zat ini juga mengandung hidrogen (H), yang membuat zat ini menjadi kurang stabil jika berada di atmosfer. Refrigeran ini sebagian besar akan terurai pada

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 25

lapisan atmosfer bawah dan hanya sedikit yang mencapai lapisan ozon. Oleh sebab itu HCFC mempunyai ODP yang rendah. Contoh refrigeran ini adalah R-22 (HCFC-22). Refrigeran HFC (hydrofluorocarbon) tidak mempunyai unsur khlor. Oleh sebab itu refrigeran ini tidak merusak lapisan ozon dan nilai ODPnya sama dengan nol. Contoh dari refrigeran ini adalah R-134a (HFC-14a), R-152a (HFC-152a), R-123 (HFC-123). Refrigeran alami (HC, CO2, NH3) tidak mengandung khlor oleh sebab itu, refrigeran ini tidak merusak lapisan ozon, ODP = 0

5. KEMASAN REFRIGERAN Refrigeran untuk mesin refrigerasi biasanya disimpan dalam tangki-tangki bertekanan, atau drum (bagi R-11). Hal ini diperlihatkan pada Gambar 7. 6. PENGGUNAAN REFRIGERAN Tiap jenis refrigeran dipakai untuk keperluan tertentu. Tabel 9 memuat beberapa aplikasi dari refrigeran yang umum digunakan. Tabel 9 Berbagai refrigeran yang umum dan penggunaannya Penggunaan

Refrigeran

R-11

Penggunaan pada

pada

bidang pendingin

bidang lain



ChillerSentrifugal



Pengembang busa



Pelarut



Lemari es rumah



tangga

R-12



Dispenser air



Pendingin minuman botol



MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 26



Display cabinetdi supermarket



Cold storage



AC mobil



Chiller



Pengembang busa



AC rumah tanggal dan komersial

R-22



Chiller



Cold storage

Air Conditioner atau yang biasa disebut dengan AC merupakan suatu alat yang berfungsi untuk memindahkan kalor (panas). Di Indonesia biasanya AC dipasang pada ruangan sebagai pendingin. AC umumnya menggunakan prinsip Siklus Refrigerasi, begitu pula pada kulkas. Jadi, kulkas dan AC memiliki cara kerja yang sama tetapi berbeda dalam hal pemakaian dan hal lainnya.

Untuk dapat berfungsi, setidaknya AC memiliki empat komponen utama yang memiliki fungsi masing-masing dan refrigeran sebagai fluida kerja. Komponen-komponen tersebut antara lain: 1. Kompresor 2. Kondenser 3. Piranti ekspansi/katup ekspansi 4. Evaporator

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 27

Sedangkan refrigeran adalah fluida yang di Indonesia biasa disebut dengan “FREON”. Sebenarnya “FREON” adalah salah satu merek dari Refrigeran. Refrigeran merupakan fluida kerja akan terus menerus berputar-putar pada siklus refrigerasi melalui komponen-komponen utama refrigerasi. Refrigeran mengalami proses-proses sesuai dengan fungsi komponen tersebut.

Gambar 1. Skema siklus Refrigerasi

Gambar diatas merupakan skema dari siklus refrigerasi. Pada gambar terdapat empat komponen utama yang dihubungkan dengan garis berpanah. Garis tersebut merupakan pipa yang mengalirkan refrigeran

dari komponen satu ke komponen lainnya, anak panah menunjukkan arah aliran refirgeran dalam siklus refrigerasi, sedangkan penomoran dari 1 sampai dengan 4 merupakan tempat keluaran dan masukan untuk masing-masing komponen yang memiliki besaran yang berbeda-beda. MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 28

KOMPONEN – KOMPONEN REFRIGERASI

Adapun fungsi dari masing-masing komponen dijelaskan sebagai berikut:

1. KOMPRESOR

Kompresor merupakan jantung dari siklus refrigerasi. Fungsi dari kompresor adalah menghisap refrigeran dari evaporator (dalam bentuk gas) dan mengalirkannya ke kondenser sehingga siklus terjadi. Beberapa buku dituliskan bahwa fungsi kompresor adalah menaikkan tekanan refrigeran dari tekanan rendah ke tekanan tinggi. Hal ini tidak salah, namun kurang tepat. Kenaikan tekanan sebenarnya terjadi karena adanya kompresor dan piranti ekspansi. Kerja sama kedua komponen ini yang meyebabkan terjadinya perbedaan tekanan.

Gambar 2. Contoh Kompresor (sumber gambar: americanhvacparts.com)

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 29

Kompresor mengalirkan refrigeran, sedangkan piranti ekspansi menghambat aliran refrigeran tersebut. Sehingga tekanan setelah kompresor sampai piranti ekspansi menjadi tinggi (ditandai dengan garis merah). Sebaliknya, setelah piranti ekspansi tekanan menjadi rendah karena refrigeran terhisap oleh kompresor untuk dialirkan kembali.

2. KONDENSER

Kondenser merupakan komponen refrigerasi yang berfungsi untuk mengkondensasikan (mengembunkan) refrigeran yang berupa gas menjadi cair. Untuk mengembunkan suatu gas (dalam hal ini gas refrigeran) perlu melepaskan kalor. Kalor dilepaskan oleh kondenser ke luar (lingkungan) dan biasanya konedenser diletakkan diluar ruangan (out door).

Gambar 3. Contoh Kondenser (sumber gambar: picsicio.us)

Kondenser pada AC biasanya merupakan Heat Exchanger yang terdiri pipa yang dilengkapi dengan kisi-kisi. Udara dialirkan melalui kisi-kisi kondenser tersebut sehingga terjadi perpindahan (pelepasan) kalor. Pelepasan kalor (perpindahan kalor) dari kondenser ke udara dapat terjadi karena suhu kondenser lebih tinggi dari pada udara luar.

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 30

3. PIRANTI EKSPANSI

Piranti ekspansi/katup Ekspansi adalah komponen yang berfungsi menurunkan tekanan refrigeran. Pada prinsipnya ekspansi dapat menurunkan tekanan karena luas penampang dari katup ekspansi ini lebih kecil dari pipa penghubung sehingga aliran refrigeran menjadi terhambat. Akibat dari hal ini, tekanan referigeran menjadi naik saat sebelum refrigeran melewati katup ekspansi, namun setelah melewati katup ekspansi, tekanan refrigeran menjadi turun. Pada gambar 4 (a) ditunjukkan secara sederhana prinsip dari katup ekspansi. Piranti ekspansi dapat berupa katup (valve) seperti pada gambar 4 atau berupa pipa kapiler yang luas penampangnya sangat kecil.

Gambar 4. (a) skema aliran refrigerant pada katup ekspansi (b) contoh gambar katup ekspansi

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 31

4. EVAPORATOR

Evaporator berfungsi untuk menguapkan refrigeran yang berupa cair menjadi gas (kebalikan dari Kondenser). Untuk menguapkan cairan (dalam hal ini refrigeran dalam bentuk cair) menjadi gas membutuhkan kalor. Kalor yang digunakan berasal dari objek yang ingin didinginkan, dalam hal ini udara ruangan yang ingin didinginkan menjadi sumber kalornya.

Gambar 5. Contoh Evapoartor (sumber gambar: diytrade.com)

Evaporator seperti halnya kondenser yang merupakan Heat Exchanger. Evaporator juga terdiri dari pipa yang dilenkapi dengan kisi-kisi udara. Udara ruangan yang tadinya tidak dingin dialirkan melalui evaporator, kemudian kalor dari udara tersebut diambil (ditarik) oleh refrigeran dalam evaporator, sehingga setelah melewat evaporator udara tersebut menjadi lebih dingin. Kalor berpindah dari udara ke evaporator dapat terjadi karena temperatur evaporator lebih rendah dari pada udara ruangan.

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 32

TEKANAN, SUHU, DAN FASA PADA SIKLUS REFRIGERASI

Seperti yang diketahui sebelumnya bahwa gas memiliki hubungan tekanan berbanding lurus dengan Suhu. Semakin tinggi tekanan maka semakin tinggi Suhunya, begitu pula sebaliknya. Setelah mengetahui fungsi dan proses pada masing-masing komponen dan juga hubungan tekanan-temperatur, maka pada penomoran dari satu sampai dengan empat (gambar 1) dijabarkan sebagai berikut:

1. Keluaran dari evaporator yang akan dihisap oleh kompesor. Tekanan: rendah, Suhu: rendah, fasa (bentuk) refrigeran: gas

2. Keluaran Kompresor yang akan masuk ke kondenser. Tekanan: tinggi, Temperatur: Suhu, fasa refrigeran: gas (super heated)

3. Keluaran dari kondeser yang akan diekspansikan melalui piranti ekspansi. Tekanan: tinggi, suhu: tinggi, fasa refrigeran: cair

4. Keluaran dari piranti ekspansi yang akan masuk ke evaporator. Tekanan: rendah, suhu: rendah, fasa: Campuran (lebih banyak cair).

Daftar Pustaka Catatan Teknik at 3:13 AM MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 33

MAKALAH .NURUDIN,NOFAL Page 34