10
R
W
net,in
required input
Q
H
Q
L
desired output
COLD Refrigerated
space WARM
environment
COLD environment
HP
W
net,in
required input
Q
H
desired output
Q
L
WARM house
a. Refrigerator
b.
Heat pump
Gambar 2.1
Refrigerator
dan Pompa Kalor
Heat Pump
[7] Pompa kalor memanfaatkan sifat fisik dari penguapan dan
pengembunan dari suatu fluida yang disebut dengan
refrigerant
. Pada aplikasi sistem pemanas, ventilasi dan pendingin ruangan, pompa kalor merujuk pada
alat pendinginan kompresi-uap yang mencakup saluran pembalik dan penukar panas sehingga arah aliran panas dapat dibalik. Secara umum, pompa kalor
mengambil panas dari udara atau dari permukaan. Beberapa jenis pompa kalor mengambil panas udara tidak bekerja dengan baik setelah temperatur
jatuh di bawah -5 C 23
F [1].
2.4.1 Siklus Refrigerasi Kompresi Uap
Siklus refrigerasi kompresi uap merupakan silkus yang paling umum digunakan untuk mesin pendingin dan pompa kalor. Komponen
utama dari sebuah siklus kompresi uap adalah : 1. Kompresor, berfungsi untuk memindahkan uap refrigeran dari
evaporator dan menaikkan tekanan dan temperatur uap refrigeran ke suatu titik di mana uap tersebut dapat berkondensasi dengan normal
sesuai dengan media pendinginnya.
Universitas Sumatera Utara
11 2. Kondensor, berfungsi melakukan perpindahan kalor melalui
permukaannya dari uap refrigeran ke media pendingin kondensor. 3. Katup Ekspansi, berfungsi untuk mengatur jumlah refrigeran yang
mengalir ke evaporator dan menurunkan tekanan dan temperatur refrigeran cair yang masuk ke evaporator, sehingga refrigeran cair
akan menguap dalam evaporator pada tekanan rendah. 4. Evaporator, berfungsi melakukan perpindahan kalor dari ruangan
yang didinginkan ke
refrigerant
yang mengalir di dalamnya melalui permukaan dindingnya.
Siklus refrigerasi kompresi uap ini dapat digambarkan seperti gambar berikut:
Condenser
Evaporator Compressor
Expansion valve
W
in
WARM environment
1 2
3
4
Q
H
COLD Refrigerated
space
Q
L
Gambar 2.2 Skema Siklus Refrigerasi Kompresi Uap
Universitas Sumatera Utara
12 a. Diagram T-s
b. Diagram P-h Gambar 2.3. Diagram T-s dan diagram P-h dari Siklus Refrigrasi
Kompresi Uap [7]
Dari gambar di atas, siklus ini terdiri dari 4 proses, yaitu: 1-2 : Proses Kompresi
Proses berlangsung dalam kompresor dan berlangsung secara isentropik adiabatik. Refrigeran meninggalkan evaporator
dalam wujud uap jenuh dengan temperatur dan tekanan rendah, kemudian masuk dalam kompresor, selanjutnya oleh kompresor
uap dinaikkan tekanannya menjadi uap bertekanan dan temperaturnya meningkat.
2-3 : Proses Kondensasi Pelepasan Panas Proses berlangsung dalam kondensor. Refrigeran yang
berasal dari kompresor dengan tekanan tinggi dan temperatur tinggi masuk kedalam kondensor untuk mengubah wujudnya
menjadi cair. Terjadi pertukaran kalor antara refrigeran dengan lingkungan udara sehingga panas berpindah dari refrigeran ke
udara pendingin yang menyebabkan uap refrigeran mengembun menjadi cair.
Universitas Sumatera Utara
13 3-4 : Proses Ekspansi
Refrigeran dalam wujud cair jenuh mengalir melalui katup ekspansi. Refrigeran mengalami ekspansi pada entalpi
konstan dan berlangsung secara irreversibel. Terjadi penurunan tekanan dan temperatur.
4-1 : Proses Evaporasi Penyerapan Panas Proses terjadi di dalam evaporator dan berlangsung secara
isobar isothermal tekanan konstan dan temperatur konstan. Refrigeran fasa campuran uap-cair mengalir melalui evaporator.
Panas dari lingkungan diserap refrigeran melalui evaporator.
2.4.2 Pengering Pompa Kalor
