Sumber, ASHRAE Inc., 2008. ASHRAE Handbook – HVAC Systems and Equipment. SI Edition. Atlanta.
2.6.1.3. Katup Ekspansi,
Komponen utama yang lain untuk mesin refrigerasi adalah katup ekspansi. Katup ekspansi ini dipergunakan untuk menurunkan tekanan dan untuk
mengekspansikan secara adiabatik cairan yang bertekan dan bertemperatur tinggi sampai mencapai tingkat tekanan dan temperatur rendah, atau mengekspansikan
refrigeran cair dari tekanan kondensasi ke tekanan evaporasi, refrigeran cair diinjeksikan keluar melalui oriffice, refrigeran segera berubah menjadi kabut yang
tekanan dan temperaturnya rendah. Selain itu, katup ekspansi juga sebagai alat kontrol refrigerasi yang
berfungsi : 1. Mengatur jumlah refrigeran yang mengalir dari pipa cair menuju evaporator
sesuai dengan laju penguapan pada evaporator.
2.
Mempertahankan perbedaan tekanan antara kondensor dan evaporator agar penguapan pada evaporator berlangsung pada tekanan kerjanya.
2.6.1.4. Evaporator,
Evaporator berfungsi melakukan perpindahan kalor dari ruangan yang didinginkan ke refrigeran yang mengalir di dalamnya melalui permukaan
dindingnya. Pada diagaram P – h dari siklus kompresi uap sederhana, evaporator mempunyai tugas merealisasikan garis 1–4. Setelah refrigeran turun dari
kondensor melalui katup ekspansi masuk ke evaporator dan di uapkan, kemudian dikrim ke kompresor. Pada prinsipnya evaporator hampir sama dengan kondensor,
yaitu sama – sama APK yang fungsinya mengubah fasa refrigeran. Bedanya, jika pada kondensor refrigeran berubah dari uap menjadi cair, maka pada evaporator
berubah dari cair menjadi uap.
Berdasarkan model perpindahan panasnya, evaporator dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu :
1. Natural Convention
Universitas Sumatera Utara
Pada evaporator natural convention, fluida pendingin dibiarkan mengalir sendiri karena adanya perbedaan massa jenis, umumnya evaporator ditempatkan
di tempat yang lebih tinggi. Fluida yang bersentuhan dengan evaporator akan turn suhunya dan massa jenisnya akan naik, sebagai akibatnya fluida ini akan turun
dan mendesak fluida dibawahnya untuk bersirkulasi. Sistem ini hanya mampu pada refrigerasi dengan kapasitas – kapasitas kecil seperti kulkas.
2. Forced convention
Evaporator ini menggunakan blower untuk memaksa terjadinya aliran udara sehingga terjadi konveksi dengan laju perpindahan panas yang lebih baik.
2.6.1.5. Refrigran
Refrigerant adalah fluida kerja utama pada suatu siklus refrigerasi yang bertugas menyerap panas pada temperatur dan tekanan rendah dan membuang
panas pada temperatur dan tekanan tinggi. Umumnya refrigerant mengalami perubahan fasa dalam satu siklus.
2.6.1.6 Pengelompokan Refrigran
Refrigeran dirancang untuk ditempatkan didalam siklus tertutup atau tidak bercampur dengan udara luar. Tetapi, jika ada kebocoran karena sesuatu hal yang
tidak diinginkan, maka refrigerant akan keluar dari system dan bisa saja terhirup manusia. Untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan maka refrigerant harus
dikategorikan aman atau tidak aman. Ada dua faktor yang digunakan untuk mengklassifikasikan refrigerant berdasarkan keamanan, yaitu bersifat racun
toxicity dan bersifat mudah terbakar flammability.
Berdasarkan toxicity, refrigerants dapat dibagi dua kelas, yaitu kelas A bersifat tidak beracun pada konsentrasi yang ditetapkan dan kelas B jika bersifat
racun. Batas yang digunakan untuk mendefinisikan sifat racun atau tidak adalah sebagai berikut. Refrigerant dikategorikan tipe A jika pekerja tidak mengalami
gejala keracunan meskipun bekerja lebih dari 8 jamhari 40 jamminggu di lingkungan yang mengandung konsentrasi refrigerant sama atau kurang dari 400
ppm part per million by mass. Sementara kategori B adalah sebaliknya.
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan flammability, refrigerant dibagi atas 3 kelas, kelas 1, kelas 2, dan kelas 3. Yang disebut kelas 1 jika tidak terbakar jika diuji pada tekanan 1 atm
101 kPa temperature 18,3°C. Kelas 2 jika menunjukkan keterbakaran yang rendah saat konsentrasinya lebih dari 0,1 kgm
3
pada 1 atm 21.1°C atau kalor pembakarannya kurang dari 19 MJkg. Kelas 3 sangat mudah terbakar.
Refrigeran ini akan terbakar jika konsentrasinya kurang dari 0,1 kg kgm
3
atau kalor pembakarannya lebih dari 19 MJkg. Berdasarkan defenisi ini, sesuai standard 34-1997, refrigerants diklasifikasikan menjadi 6 kategori, yaitu:
sumber :Refrigerasi dan Pengkondisian Udara, Edisi II, W.F. Stoecker . 1.
A1: Sifat racun rendah dan tidak terbakar 2.
A2: Sifat racun rendah dan sifat terbakar rendah 3.
A3: Sifat racun rendah dan mudah terbakar 4.
B1: Sifat racun lebih tinggi dan tidak terbakar 5.
B2: Sifat racun lebih tinggi dan sifat terbakar rendah 6.
B3: Sifat racun lebih tinggi dan mudah terbakar
Tabel 2. 3. Pembagian Refrigeran berdasarkan keamanan
Refrigerant number
Chemical Formula Safety group
Old New
10 CCl
4
2 B1
11
CCl
3
F 1
A1
12
CCl
2
F
2
1 A1
13 CClF
3
1 A1
13B1 CBrF
3
1 A1
14 CF
4
1 A1
21 CHCl
2
F 2
B1
22 CHClF
2
1 A1
Universitas Sumatera Utara
23 CHF
3
A1
30
CH
2
CL
2
2 B2
32
CH
2
F
2
A2
40
CH
3
Cl 2
B2
50 CH
4
3a A3
113 CCl
2
FCClF
2
1 A1
114 CClF
2
CClF
2
1 A1
115 CClF
2
CF
3
1 A1
116 CF
3
CF
3
A1
123
CHCl
2
CF
3
B1
124
CHClFCF
3
A1
125 CHF
2
CF
3
A1
134a CF
3
CH
2
F A1
142b CClF
2
CH
3
3b A2
143a CF
3
CH
3
A2
152a CHF
2
CH
3
3b A2
170 CH
3
CH
3
3a A3
218
CF
3
CF
2
CF
3
A1 Sumber, ASHRAE Inc., 2008. ASHRAE Handbook – HVAC Systems and
Equipment. SI Edition. Atlanta.
2.6.1.7 Persyaratan Refrigeran Beberapa persyaratan dari penggunaan refrigerant adalah sebagai berikut:
a. Tekanan Evaporasi dan Tekanan Kondensasi
Tekanan evaporasi refrigerant sebaiknya lebih tinggi dari atmosfer. Hal ini menjaga agar udara luar tidak masuk ke siklus jika terjadi kebocoran minor.
Tekanan kondensasi refrigerant sebaiknya tidak terlalu tinggi. Tekanan yang
Universitas Sumatera Utara
tinggi pada kondensor akan membuat kerja kompressor lebih tinggi dan kondensor harus dirancang untuk tahan pada tekanan tinggi, hal ini akan
menambah biaya.
b. Sifat ketercampuran dengan pelumas oil miscibility
Refrigerant yang baik jika dapat bercampur dengan oli dan membantu melumasi kompressor. Oli sebaiknya kembali ke compressor dari kondensor,
evaporator, dan part lainnya. Refrigerant yang tidak baik justru melemahkan sifat pelumas dan membentuk semacam lapisan kerak yang melemahkan laju
perpindahan panas. Sifat seperti ini harus dihindari.
c. Tidak mudah bereaksi Inertness
Refrigerant yang bersifat inert tidak bereaksi dengan material lainnya untuk menghindari korosi, erosi, dan kerusakan lainnya.
d. Mudah dideteksi kebocorannya Leakage Detection
Kebocoran refrigerant sebaiknya mudah di deteksi, jika tidak akan mengurangi performansinya. Umumnya refrigerant tidak berwarna colorless dan
tidak berbau odorless. Metode deteksi kebocoran refrigerant: a.
Halide torch, jika udara mengalir di atas permukaan tembaga yang dipanasi dengan api methyl alcohol, uap dari refrigerant akan berdekomposisi dan
mangubah warna api. Lidah api menjadi hijau pada kebocoran kecil, dan mengecil dan kemerahan pada kebocoran besar.
b. Electronic detector, caranya dengan melepaskan arus pada inonisasi refrigerant
yang telah terdekomposisi. Tetapi tidak dapat digunakan untuk jika udara mengandung zat yang mudah terbakar.
c. Bubble method, campuran sabun yang mudah menggelembung dioleskan pada
bagian yang diduga bocor. Jika terjadi gelembung, berarti terjadi kebocoran.
Universitas Sumatera Utara
d. ODP, singkatan dari Ozone Depletion Potential, potensi penipisan lapisan
ozon. Faktor yang dijadikan pembanding adalah kemampuan CFC-11 R-11 merusak lapisan ozon. Jika suatu refrigerant X mempunyai 6 ODP, artinya
refrigerant itu mempunyai kemampuan 6 kali R-11 dalam merusak ozon. e.
GWP adalah global warming potential, ada dua jenis angka indeks yang biasa digunakan untuk menyatakan potensi peningkatan suhu bumi. Pertama HGWP
halocarbon global warming potential yaitu perbandingan potensi pemanasan global suatu refrigerant dibandingkan dengan R-11. GWP yang menggunakan
CO2 sebagai acuan. Sebagai contoh perhitungan 1 lb R-22 mempunyai efek pemanasan global yang sama dengan 4100 lb gas CO2 pada 20 tahun pertama
dilepas ke atmosfer. Dan turun menjadi 1500 lb CO2 setelah 100 tahun.
2.7. Pengering Pompa Kalor
Prinsip kerja dari mesin pengering pakan ternak adalah Melalui skema siklus refrigrasi kompresi uap, panas yang dikeluarkan oleh kondensor beserta
udara keluaran evaporator yang mempunyai RH rendah dialirkan ke saluran pengeringan dan dimanfaatkan untuk mengeringkan pakan ternak. Udara panas
dari kondensor dialirkan ke saluran pengeringan. Proses pengeringan terjadi pada saat pakan ternak dimasukkan kedalam saluran pengering berbentuk balok lalu
dilakukan pengujian selama 5 menit sekali dalam sekali percobaan, lalu pakan ternak diambil dan ditimbang dalam setiap kali percobaan sampai pakan ternak
dalam keadaan cukup kering.
2.7.1.Kinerja Alat Pengering
Kinerja alat pengering salah satunya dapat ditentukan dari efisiensi pengeringan. Efisiensi pengeringan merupakan perbandingan antara energi yang
digunakan untuk menguapkan kandungan air bahan dengan energi untuk memanaskan udara pengering. Efisiensi pengeringan biasanya dinyatakan dalam
persen. Semakin tinggi nilai efisiensi pengeringan maka alat pengering tersebut semakin baik.
2.7.2. Kadar Air