BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mesin pendingin
Mesin pendingin merupakan mesin yang berfungsi untuk memindahkan panas dari lingkungan bersuhu rendah ke lingkungan bersuhu tinggi. Mesin
pendingin dapat dibayangkan sebagai mesin kalor yang beroperasi secara terbalik
[1
]
. Teknik refrigerasi merupakan salah satu ilmu dalam mempelajari mesin
pendingin. Teknik refrigerasi adalah semua teknik yang digunakan untuk menurunkan temperatur suatu medium sampai lebih rendah daripada temperatur
lingkungannya. Dalam melakukan proses penurunan suhu ini, maka sejumlah energi dalam bentuk panas harus diambil dari medium tersebut dan dibuang ke
lingkungan. Secara alami, panas hanya akan berpindah dari medium yang temperaturnya lebih tinggi ke medium yang temperaturnya lebih rendah. Dengan
kata lain, perpindahan panas dari medium yang dingin ke medium yang lebih panas tidak akan mungkin terjadi secara alami. Maka untuk membuat proses ini
terjadi, digunakanlah teknik refrigerasi. Karena refrigerasi adalah sebuah proses yang bertujuan menurunkan temperatur, maka proses ini sering disebut dengan
istilah fungsi refrigerasi yang artinya proses yang berfungsi menurunkan temperatur sampai dapat mencapai temperatur lingkungan.
2.2 Pemilihan Styrofoam sebagai Bahan Utama
2.2.1 Pengertian dan Karakteristik Styrofoam
Styrofoam yang memiliki nama lain polystyrene banyak digunakan oleh
manusia dalam kehidupannya sehari – hari. Begitu styrofoam diciptakan pun
langsungmarak digunakan di Indonesia. Banyak keunggulan pada styrofoam yang yang akansangat menguntungkan bagi para penjual makanan seperti tidak mudah
bocor, praktis dan ringan sudah pasti lebih disukai sebagai pembungkus makanan mereka.Bahkan kita tidak dapat dalam satu hari saja tidak menggunakan bahan
polimer sintetik.
Universitas Sumatera Utara
Polystyrene adalah sebuah dengan monomer, sebuah hidrokarbon cair
yang dibuat secara komersial dari minyak bumi. Pada suhu ruangan, polistirena biasanya bersifat padat, dapat mencair pada suhu yang lebih tinggi. Stirena
tergolong senyawa aromatik. Polistirena pertama kali dibuat pada 1839 oleh Eduard Simon, seorang apoteker Jerman. Ketika mengisolasi zat tersebut dari
resin alami, dia tidak menyadari apa yang dia telah temukan. Seorang kimia anorganik Jerman lainnya, Hermann Staudinger, menyadari bahwa penemuan
Simon terdiri dari rantai panjang molekul stirena, yang adalah sebuah polimer plastik. Polistirena padat murni adalah sebuah plastik tak berwarna, keras dengan
fleksibilitas yang terbatas yang dapat dibentuk menjadi berbagai macam produk dengan detil yang bagus. Penambahan karet padasaat polimerisasi dapat
meningkatkan fleksibilitas dan ketahanan kejut. Polistirena jenis ini dikenal dengan nama High Impact Polystyrene HIPS. Polistirena murni yang transparan
bisa dibuat menjadi beraneka warna melalui proses. Polistirena banyak dipakai dalam produk
– produk elektronik sebagai casing, kabinet, dan komponen – komponen lainnya. Peralatan rumah tangga yang terbuat dari polistirena seperti
sapu, sisir, baskom, gantungan baju, dan ember. Karakteristik dari styrofoam
diberikan pada Tabel 2.1. Tabel 2.1 Karakteristik Styrofoam
[2]
Sifat Fisis Ukuran
Densitas 25
– 200 kgm
3
Konduktivitas Thermal 0,033 WmK
Modulus Young E 3000
– 3600 MPa Kekuatan Tarik
40 – 60 MPa
2.2.2 Styrofoam sebagai Insulasi Termal
Insulasi termal isolasi termal, isolasi panas adalah metode atau proses yang digunakan untuk mengurangi laju perpindahan panaskalor. Panas atau
energi panas kalor bisa dipindahkan dengan cara konduksi, konveksi, dan radiasi atau ketika terjadi perubahan wujud. Mengenai insulasi termal, hanya dibicarakan
perpindahan panas secara konduksi, konveksi, dan radiasi. Aliran panas dapat dikendalikan dengan proses ini, tergantung pada sifat material yang dipergunakan.
Universitas Sumatera Utara
Bahan yang digunakan untuk mengurangi laju perpindahan panas itu disebut isolator atau insulator. Panas dapat lolos meskipun ada upaya untuk menutupinya,
tapi isolator mengurangi panas yang lolos tersebut. Isolasi termal dapat menjaga wilayah tertutup seperti bangunan atau tubuh
agar terasa hangat lebih lama dari yang sewajarnya, tetapi itu tidak mencegah hasil akhirnya, yaitu masuknya dingin dan keluarnya panas. Isolator juga dapat
bekerja sebaliknya, yaitu menjaga bagian dalam suatu wadah terasa dingin lebih lama dari biasanya. Insulator digunakan untuk memperkecil perpindahan energi
panas. Kemampuan insulasi suatu bahan diukur dengan konduktivitas termal k.
Konduktivitas termal yang rendah setara dengan kemampuan insulasi resistansi termal atau nilai R yang tinggi. Dalam teknik termal, sifat
– sifat lain suatu bahan insulator atau isolator adalah densitas ρ dan kapasitas panas spesifik c. Berikut
table konduktivitas termal bahan ditunjukkan pada table 2.2. Tabel 2.2 Konduktivitas Termal Bahan
[2]
No Bahan
Konduktivitas Thermal k WmK 1
Styrofoam 0,033
2 Kaca
0,78 3
Plastik 0,15
4 Kayu
0,08 – 0,16
5 Tembaga
386 6
Aluminium 200
7 Stainless Steel
15 Bahan dengan konduktivitas termal k rendah menurunkan laju aliran
panas. Oleh sebab itulah, styrofoam dipilih sebagai bahan utama dalam pembuatan mesin pendingin ruangan. Selain memiliki nilai konduktivitas termal yang rendah,
pemilihan styrofoam ditinjau juga dari segi ekonomis dan kepraktisannya.
Universitas Sumatera Utara
2.3 Refrigeran, Media Pendingin dan Absorbent
Refrigeran adalah fluida 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 refrigeran mengalami perubahan fasa dalam suatu siklus kecuali pada siklus gas.
Media pendingin cooling media adalah media yang digunakan untuk mengantarkan efek refrigerasi ke tempat yang membutuhkan. Hal ini dapat
dijelaskan sebagai berikut. Sistem pendingin udara pada unit yang besar, seperti bangunan komersial, menempatkan siklus pendingin terpusat pada suatu tempat.
Dan ruangan yang menggunakan efek refrigerasi relatif jauh dari unit ini, untuk keperluan ini adalah lebih baik menggunakan medium lain daripada harus
menggunakan medium lain daripada harus mensirkulasikan refrigeran ke tiap ruangan. Medium yang lain inilah yang disebut sebagi medium pendingin atau
sering juga disebut sebagai refrigeran sekunder. Medium yang biasanya sering digunakan adalah air, glycol, dan larutan garam.
Cairan absorben liquid absorbent adalah cairan yang digunakan untuk menyerap uap refrigeran dan membentuk ikatan kimia chemical bonding.
Kemampuan absorben mengikat refrigeran ini disebut sebagai afinitas. Istilah ini jarang digunakan dan hanya dapat ditemui pada siklus absorpsi. Zat yang umum
digunakan sebagai absorbent antara lain : Air, Lithium Bromida LiBr, dan Amonia.
2.3.1 Syarat Refrigeran Bahan Pendingin
Suatu bahan pendingin mempunyai syarat –syarat untuk keperluan proses
pendinginan antara lain: a.
Tidak beracun dan tidak berbau dalam semua keadaan. b.
Tidak menyebabkan korosi terhadap bahan logam yang dipakai pada sistem pendingin.
c. Bila terjadi kebocoran mudah diketahui dengan alat–alat yang sederhana
maupun dengan alat detector kobocoran d.
Mempunyai titik didih dan tekanan kondensasi yang rendah
Universitas Sumatera Utara
e. Mempunyai kalor laten penguapan yang besar, agar panas yang diserap
evaporator sebesar –besarnya.
f. Harganya tidak mahal dan mudah diperoleh.
g. Konduktifitas thermal yang tinggi.
h. Konstanta dieletrika dari refrigeran yang kecil, tahanan lisrtrik yan besar,
serta tidak menyebabkan korosi pada material isolator listrik. i.
Tidak merusak tubuh manusia.
2.4 Alkohol etanol
Etanol disebut juga etil alkohol, alkohol murni, alkohol absolute, atau alkohol saja, adalah sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tidak
berwarna dan merupakan alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari.
Etanol adalah cairan tak berwarna yang mudah menguap dengan aroma khas. Etanol terbakar tanpa asap dengan lidah api berwarna biru yang terkadang
tidak dapat terlihat dengan cahaya biasa. Berikut sifat etanol ditunjukkan pada tabel 2.3.
Table 2.3 Sifat Etanol
[3]
Densitas 0.789 gcm
3
Titik Lebur -114.3
Titik Didih 78.4
Titik Nyala 13
55.4 Kalor Jenis
2400 Jkg 0,57 kkalkg
Kalor Lebur 104.000 Jkg
Kalor Uap 855.000 Jkg
Data diatas berlaku pada temperature dan tekanan standar 25 , 100kPa
Universitas Sumatera Utara
2.5 Karbon aktif activated carbon
Kategori