20
e. Refrigeran - 404a
Refrigeran ini dilambangkan R-404a rumus kimianya CHF
2
CF
3
. R404a mempunyai titik didih
– 47,8 °C. Refrigeran ini memiliki kelebihan tidak merusak ozon. Kelemahan R-134a harga belinya relatif mahal dan mudah terbakar. Pada
saat ini refrigeran ini banyak dipergunakan.
2.1.3 Laju Perpindahan Kalor
Laju perpindahan kalor pada mesin pendingin terdiri atas dua jenis yaitu laju perpindahan kalor konduksi dan laju perpindahan kalor konveksi.
a. Laju perpindahan kalor konduksi
Laju perpindahan kalor secara konduksi adalah proses di mana kalor mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah bersuhu rendah di dalam satu
medium yang diam padat, cair atau gas atau antara medium-medium yang berlainan yang bersinggungan secara langsung.
b. Laju perpindahan kalor konveksi
Perpindahan kalor secara konveksi adalah proses transportasi energi dengan kerja gabungan dari konduksi panas, penyimpanan energi dan gerakan
mencampur. Perpindahan kalor konveksi membutuhkan media cair atau gas yang digunakan untuk mengalirkan kalor. Konveksi sangat penting sebagai
mekanisme perpindahan energi antara permukaan benda padat dan cairan atau gas. Perpindahan kalor secara konveksi terbagi menjadi dua cara, yaitu konveksi bebas
dan konveksi paksa
21
1. Konveksi bebas
Perpindahan kalor konveksi bebas terjadi ketika fluida yang mengalir pada proses perpindahan kalor mengalir tanpa adanya bantuan peralatan dari luar,
fluida mengalir karena ada perbedaan massa jenis. Pada umumnya perbedaan massa jenis disebabkan karena adanya perbedaan suhu.
2. Konveksi paksa
Perpindahan kalor konveksi paksa terjadi ketika fluida yang mengalir pada proses perpindahan kalor mengalir dengan adanya alat bantu yang memaksa fluida
untuk mengalir. Alat bantu yang dipergunakan dapat berupa pompa, blower, kipas angin atau kompresor.
2.1.4 Siklus Kompresi Uap pada Mesin Pendingin
Sistem refrigerasi yang umum digunakan adalah sistem refrigerasi dengan siklus kompresi uap. Komponen utama yang ada dalam siklus kompresi uap
adalah kompresor, kondensor, katup ekspansi evaporator dan filter sebagai komponen tambahan.
Tahapan siklus pendingin kompresi uap terdiri dari proses kompresi, kondensasi, ekspansi dan evaporasi. Skema mesin pendingin siklus kompresi uap
ditunjukkan pada Gambar 2.11.
22
Gambar 2.12 Siklus Kompresi Uap
Siklus kompresi uap jika di sajikan pada diagram P-h dan diagram T-s seperti pada Gambar 2.13 dan Gambar 2.14.
Gambar 2.13 Diagram P-h
23
Gambar 2.14 Diagram T- s
Proses yang terjadi pada siklus kompresi uap mesin refrigerasi yaitu: a.
Proses l-2 Proses l-2 adalah proses kompresi. Proses ini berlangsung di kompresor
secara isentropik adiabatik isoentropi atau entropi konstan. Kompresor menghisap refrigeran kemudian mengkompresikan refrigeran menuju kondensor.
Kondisi awal refrigeran pada saat masuk di kompresor adalah uap panas lanjut bertekanan rendah, setelah dikompresi refrigeran menjadi uap panas lanjut
bertekanan tinggi. b.
Proses 2-2a Proses 2-2a adalah proses penurunan suhu. Proses ini berlangsung
berlangsung mulai dari keluar kompresor sampai dalam kondensor. Penurunan
24
suhu di sebabkan karenan proses pembuangan kalor dari refrigeran ke udara. Fase refigeran berubah dari gas panas lanjut ke uap jenuh. Proses penurunan suhu
berlangsung pada tekanan tetap pada tekanan kerja kondensor P
2
. c.
Proses 2a-3a Proses 2a-3a adalah proses kondensasi. Pada proses ini terjadi
pembuangan kalor ke lingkungan sekitar kondensor pada tekanan dan suhu yang tetap. Terjadi pertukaran kalor antara refrigeran dengan udara di luar kondensor,
kalor berpindah dari refrigeran ke udara yang ada di sekitar kondensor sehingga refrigeran mengembun menjadi cair. Fase refrigeran berubah dari gas jenuh
menjadi cair jenuh. d.
Proses 3a-3 Proses 3a-3 adalah proses pendinginan lanjut. Pada proses ini terjadi
pelepasan panas dari refrigeran ke udara di luar kondensor setelah refrigeran pada kondisi cair jenuh, sehingga sehingga refrigeran yang keluar dari kondensor
suhunya lebih rendah dari suhu pengembunan. Fase refrigeran pada keadaan cair. Proses berlangsung pada tekanan tetap dan pada tekanan tinggi P
2
. Dengan kondisi refrigeran yang cair saat keluar dari kondensor maka refrigeran akan
dapat mudah masuk pipa kapiler, karena pipa kapiler mempunyai diameter yang sangat kecil. Tujuan pendinginan ini agar refrigeran yang masuk ke pipa kapiler
benar-benar dalam keadaan cair. e.
Proses 3-4 Proses 3-4 adalah proses ekspansi. Proses ini berlangsung di pipa kapiler
secara isoentalpi entalpi sama. Hal ini berarti tidak terjadi penambahan entalpi
25
tetapi terjadi penurunan tekanan dan penurunan temperatur. Fase berlangsung dari fase cair menjadi campuran cair + gas.
d. Proses 4-1a
Proses 4-1a adalah proses evaporasi. Proses ini berlangsung di evaporator secara isobar tekanan sama dan isotermal suhu sama. Refrigeran dalam wujud
cair bertekanan rendah menyerap kalor dari lingkungan sekitarmedia yang didinginkan sehingga wujudnya berubah menjadi gas jenuh bertekanan rendah.
e. Proses 1a-1
Proses 1a-1 adalah proses pemanasan lanjut. Pada proses ini refrigeran mengalami kenaikan suhu. Fase refrigeran berubah dari uap jenuh ke uap panas
lanjut. Proses berlangsung pada tekanan tetap, pada tekanan rendah P
1
. Tujuan dari pemanasan lanjut ini supaya refrigeran yang masuk ke kompresor benar-
benar dalam keadaan gas.
2.1.5 Perhitungan Karakteristik Mesin Pendingin
