3 4
5 6
7 8
9
-20 -16
-12 -8
-4
Suhu Evaporasi oC CO
P R717
R12 R22
R134a
2 3
4 5
6
24 28
32 36
40
Suhu Kondensasi oC CO
P R717
R12 R22
R134a
Gambar 3 Perbandingan COP Berdasarkan Suhu evaporasi dan Kondensasi pada Beberapa Refrigeran Silalahi, 2006
3. Kriteria Pemilihan Refrigeran
Jenis refrigeran yang digunakan dalam sistem refrigerasi mempengaruhi suhu udara yang dihembuskan dalam ruang pendingin. Menurut Arismunandar et
al 1981 untuk pemakaian mesin Kompresi Uap sebaiknya dipilih jenis refrigeran
yang paling sesuai dengan jenis kompresor yang dipakai. Beberapa persyaratan refrigeran yang baik dipakai diantaranya adalah :
1. Tekanan penguapan yang tinggi, sehingga dapat dihindari kemungkinan terjadinya vacum pada evaporator dan turunnya efisiensi volumetrik
karena naiknya perbandingan kompresi. 2. Tekanan pengembunan yang tidak terlalu tinggi. Apabila tekanan
pengembunan rendah, maka perbandingan kompresinya menjadi lebih rendah sehingga penurunan prestasi kompresor dapat dihindarkan. Selain
itu mesin dapat bekerja lebih aman karena kemungkinan terjadinya kobocoran, kerusakan, ledakan, dan sebagainya menjadi lebih kecil.
3. Kalor laten penguapan harus tinggi. Refrigeran yang memiliki kalor laten penguapan yang tinggi lebih menguntungkan kerena untuk kapasitas
refirgerasi yang sama jumlah refrigeran yang bersikulasi menjadi lebih kecil.
4. Volume spesifik yang cukup kecil. Refrigeran dengan volume spesifik gas yang kecil akan memungkinkan penggunaan kompresor dengan volume
langkah torak yang kecil. 5. COP yang tinggi.
6. Konduktivitas termal yang tinggi.
7. Viskositas yang rendah. Dengan turunnya tahanan aliran refirgeran dalam pipa, kerugian tekanan akan berkurang.
8. Tidak menyebabkan korosi pada material. 9. Tidak beracun, berbau merangsang, dan tidak mudah terbakar.
Tambunan 2003 juga mengatakan bahwa kriteria evaluasi terhadap refrigeran harus meliputi sifat kimiawi, kesehatan, keamanan, dampak
lingkungan, serta termofisiknya. Kriteria untuk kerja fisik meliputi kapasitas pendinginan, kapasitas pemanasan, dan efisiensi energi dalam unit pendinginan
tersebut. Berikut ditampilkan tabel perbandingan dari beberapa refrigeran halokarbon R-12 dan R-22 dengan refrigeran hidrokarbon MC-12 dan MC-22.
Tabel 2 Pebandingan Sifat-sifat Refrigeran Halokarbon dengan Hidrokarbon Sumber : Pertamina
Properties Halocarbon Hydrocarbon
R-12 R-22 MC-12 MC-22
Parameter Kerja : 1. Entalpi cair kJkg
2. Entalpi gas kJkg 3. Densitas
kgm
3
4. C
P
cair kJkg.K 5. C
P
gas kJkg.K 6. Tekanan
Jenuh bar
7. Potensial korosi
8. Boiling Point f 9. Kompresion
Rasio 10.
Glide Temperature 261
602 533
2.53 1.88
5.5 Iya
-21 3.1
224 363
1311 0.99
0.7 6.5
Iya Unknown
3.02 265
601 492
2.73 2.07
9.5 Tidak
-30.4 3.11
7.6 230
413 1191
1.26 0.87
10.4 Tidak
-42.1 2.84
Aspek Lingkungan : 1.
Atmospheric Lifetime 2. GWP
3. ODP 130
8100 1
Unknown 1500
0.055 Lass than 1
4 Lass than 1
3
Refrigeran R-12 merupakan refrigeran golongan CFC chlorofluorocarbon yang dapat menyebabkan kerusakan lapisan ozon ODP = 1
dan pemanasan global GWP = 8100. Refrigeran ini termasuk jenis refrigeran yang bersifat kurang aman untuk digunakan dalam proses refrigerasi.
Karakteristik dari refrigeran ini yaitu sifat kemudahan mengalirnya yang tinggi keadaan cair. Selain itu, refrigeran R12 tidak menyebabkan ledakan, tidak
membawa aliran listrik dan berubah wujud di air Sumber : Pertamina Berbeda dengan R-12, R-22 merupakan refrigeran yang termasuk ke
dalam golongan HCFC hydrochlorofluorocarbon, dengan nilai ODP sebesar
0.055 dan menyebabkan pemanasan global yang tinggi dengan nilai GWP sebesar 1500. Jika dibandingkan dengan R-12, refrigeran R-22 tidak bagus bila bercampur
dengan oli. Koefisien pindah panas refrigeran ini selama pendidihan dan pengembunan sebesar 25 – 30 lebih tinggi daripada R12. Refrigeran R-22
memiliki tekanan kondensasi dan suhu keluar yang lebih tinggi dalam mesin refrigerasi Sumber : Pertamina
Refrigeran MC-12 termasuk ke dalam golongan hidrokarbon, dimana refrigeran ini merupakan campuran blend dari beberapa senyawa hidrokarbon
yang diantaranya propana, isobutana, butana. Karena refrigeran ini merupakan campuran dari beberapa senyawa hidrokarbon, maka refrigeran ini memiliki suhu
layang temperature glide yang sangat tinggi jika dibandingkan dengan MC-22 7.6
°C. Temperature glide merupakan perbedaan antara suhu uap jenuh dan suhu cair jenuh yang dialami refrigeran pada saat berada dalam tekanan konstan.
Refrigeran ini memiliki karakteristik termodinamika yang lebih baik serta memiliki sifat kerapatan yang rendah. Disamping itu produk ini dapat
menggantikan refrigeran R-12 tanpa harus mengubah atau mengganti komponen. Dan keunggulan lain dari produk ini adalah memenuhi persyaratan internasional
karena memenuhi baku mutu internasional dalam pemakaiannya Sumber : Pertamina
MC-22 merupakan refrigeran yang dibuat sebagai penganti refrigeran R- 22. Refrigeran ini juga termasuk ke dalam golongan hidrokarbon dengan propana
sebagai kandungan utamanya 99.7 . Refrigeran ini memiliki temperature glide
yang paling rendah jika dibandingkan dengan MC-12 0
o
C. Disamping itu refrigeran ini juga memiliki rasio kompresi dan laju aliran massa yang relatif lebih
kecil, dan efek refrigerasi dan COP yang relatif lebih besar dibanding refrigeran- refrigeran halokarbon. Hal ini mengindikasikan bahwa refrigerant MC-22 lebih
efisien efisiensi termal dan lebih hemat energi dibanding refrigerant Halokarbon yang digantikannya Sumber : Pertamina
Kelemahan refrigeran hidrokarbon adalah sifatnya yang mudah terbakar flammable, oleh karena itu diperlukan tingkat keamanan yang tinggi McMulan,
2002. Menurut Sihaloho dan Tambunan 2005 bahaya flammibility hidrokarbon dapat dikurangi dengan mencampurkan flame retardant pada hidrokarbon.
Pencampuran ini telah dilakukan oleh Stevenson 1994 dengan menggunakan gas CO
2
sebanyak 5-35 dari total refrigeran yang digunakan. Disamping itu penggunaan zat pembau seperti tetrahyrothiophene yang dicampurkan ke dalam
hidrokarbon dapat dijadikan sebagai bahan pendeteksi kebocoran karena cairan ini merupakan substansi berbau keras dan cocok digunakan pada mesin pendingin
tanpa menimbulkan penyumbatan pada saluran pipa refrigeran Komatsubara et.al
, 2002.
4. Siklus Refrigerasi Kompresi Uap