Jika RH udara RH keseimbangan maka bahan masih dapat dikeringkan
Jika RH udara RH keseimbangan maka bahan malahan akan menarik uap air dari udara.
Waktu
Semakin lama waktu batas tertentu pengeringan maka akan semakin cepat proses pengeringan selesai. Dalam pengeringan diterapkan
konsep HTST High Temperature Short Time, short time dapat menekan biaya pengeringan.
2.3 Pompa Kalor Heat Pump
Pompa kalor heat pump adalah suatu perangkat yang mentransfer panas dari media suhu rendah ke suhu tinggi. Pompa kalor merupakan perangkat yang
sama dengan mesin pendingin Refrigerator, perbedaannya hanya pada tujuan akhirnya. Mesin pendingin bertujuan menjaga ruangan pada suhu rendah dingin
dengan membuang panas dari ruangan. Sedangkan pompa kalor bertujuan menjaga ruangan berada pada suhu yang tinggi panas. Hal ini di ilustrasikan
seperti pada gambar 2.1.
Ruang Panas ruang yang
dimanfaatkan
Ruang Panas
R
Ruang dingin ruang yang
dimanfaatkan
W
net, in
required input
Q
H
Q
L
desired output
Ruang Dingin
HP
W
net, in
required input
Q
L
Q
H
desired output
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.1 Refrigerator dan pompa kalor heat pump Sumber: Cengel and Boles 2006
Pompa kalor memanfaatkan sifat fisik dari penguapan dan pengembunan dari suatu fluida yang disebut dengan refrigeran. 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 dengan sumber panas
udara tidak bekerja dengan baik setelah temperatur jatuh di bawah -5
o
C 23
o
F http:id.wikipedia.orgwikiPompa_kalor n.d..
2.3.1 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
Pada sistem mesin refrigerasi, kompresor berfungsi seperti jantung. Kompresor berfungsi untuk mensirkulasikan refrigeran dan menaikan tekanan
refrigerant agar dapat mengembun di kondensor pada temperatur di atas temperatur udara sekeliling.www:GoogleKomponen Utama Siklus Kompresi
Uap Berdasarkan cara kerjanya, kompresor yang biasa dipakai pada sistem
refrigerasi dapat dibagi menjadi: .
b Refrigerator a Heat pump
Universitas Sumatera Utara
KOMPRESOR
RECIPROCATING
ROTARY EJEKTOR
TURBO
VANE SCROLL
ROLLING PISTON
SCREW CENTRIFUGAL
AXIAL
Gambar 2. 2 Pembagian Kompresor Teknik Pendingin Pengkondisian Udara ,Dr. Eng. Himsar Ambarita, 2012, hal : 46
Kompresor yang memerangkap refrigeran dalam suatu ruangan yang terpisah dari saluran masuk dan keluarnya, kemudian dimampatkan. Kompresor
ini dapat dibagi lagi menjadi: a. Kompresor torak reciprocating
b. Kompresor putar rotary c. Kompresor sudu luncur rotary vane atau sliding vane
d. Kompresor ulir screw e. Kompresor gulung Scroll
2. Kondensor, Kondensor berfungsi sebagai untuk membuang kalor ke lingkungan,
sehingga uap refrigeran akan mengembun dan berubah fasa dari uap ke cair. Sebelum masuk ke kondenser refrigeran berupa uap yang bertemperatur dan
bertekanan tinggi, sedangkan setelah keluar dari kondenser refrigeran berupa cairan jenuh yang bertemperatur lebih rendah dan bertekanan sama tinggi seperti
sebelum masuk ke kondenser. 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
Universitas Sumatera Utara
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.
4. Evaporator, berfungsi melakukan perpindahan kalor dari ruangan yang didinginkan ke
refrigeran yang mengalir di dalamnya melalui permukaan dindingnya. Siklus refrigerasi kompresi uap ini dapat digambarkan seperti gambar
berikut:
Ruang panas
Condenser
Q
H
Evaporator Katup
ekspansi
Dingin Proses refrigerasi
Compressor W
in
a Skema
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3 Skema, diagram T-s dan diagram P-h dari siklus refrigrasi kompresi uap Cengel and Boles 2006
Dari gambar diatas, 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. Dalam pengujian besarnya daya kompresor untuk melakukan kerja dapat
juga ditentukan dengan rumus: .........................handbook of industrial drying, third edition
2.1 Dimana :
= daya listrik kompresor Watt = tegangan listrik Volt
= kuat arus listrik Ampere c Diagram T-s
b Diagram P-h
Universitas Sumatera Utara
= sudut antara daya nyata dan daya aktif 0,6 – 0,8 2-3 : Proses kondensasi pengembunan
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.
Besarnya kalor per satuan waktu yang di lepaskan di kondensor dinyatakan sebagai:
.........................................................................2 .2
Teknik Pendingin Pengkondisian Udara ,Dr. Eng. Himsar Ambarita, 2012, hal :5
Dimana : = besarnya kalor dilepas di kondensor kJkg
= entalpi refrigeran saat masuk kondensor kJkg = entalpi refrigeran saat keluar kondensor kJkg
= laju aliran refrigeran pada sistem kgs 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 penguapan
Universitas Sumatera Utara
Proses terjadi didalam evaporator da berlangsung secara isobar isothermal tekanan konstan dan temperatur konstan. Refrigeran fasa campuran uap-
cair mengalir melalui evaporator. Panas dari lingkungan diserap refrigeran melalui evaporator.
Proses ini berlangsung di evaporator secara isobar isotermal. Refrigerant dalam wujud cair bertekanan rendah menyerap kalor dari lingkungan media yang
di dinginkan sehingga wujudnya berubah menjadi gas bertekanan rendah. Besarnya kalor yang diserap evaporator adalah :
............................................................ ................2.3 Teknik Pendingin Pengkondisian Udara ,Dr. Eng. Himsar Ambarita, 2012,hal
:5
Dimana : = kalor yang di serap di evaporator kW
= efek pendinginan efek refrigerasi kJkg
= harga entalpi ke luar evaporator kJkg = harga entalpi masuk ke evaporator kJkg
= laju aliran refrigeran pada sistem kgs
2.3.2 Pengering Pompa Kalor
Prinsip kerja pengering pakaian pompa kalor diilustrasikan seperti gambar 2.4. Pompa kalor memberikan panas dengan mengekstraksi energi dari udara
sekitar. Panas kering udara diproses memasuki belakang drum dan berinteraksi dengan cucian. Udara lembab yang hangat dari drum diproses melalui layar serat
dan melalui evaporator dimana sebagian besar kelembaban akan di hilangkan sebelum mengalir melalui kondensor dan kembali ke drum.
Universitas Sumatera Utara
Load Cell
Rh T
Rh T
Rh T
1 2
3
C Rh
T Rh
T Rh
T 1
2 3
Komputer Data Logger
EL-USB Rh Temperatur Gelas Ukur
air Kondensor
Kompresor Kipas
Kipas
Katup Ekspansi Evaporator
Anemometer
Gambar 2.4 Diagram pengering pakaian pompa kalor Melalui skema siklus refrigrasi kompresi uap, panas yang dikeluarkan oleh
kondensor dimanfaatkan untuk mengeringkan pakaian. Udara panas dari kondensor dialirkan ke ruang pengeringan, selanjutnya udara hasil pengeringan
menjadi lembab basah. Udara dari ruang pengeringan kemudian dialirkan ke evaporator untuk didinginkan dan dikeringkan, udara tersebut selanjutnya akan
menuju kondensor untuk dipanaskan. Demikian seteruanya siklus dari udara pengering tersebut bersikulasi. Skema dari pengering pakaian ini terlihat pada
gambar 2.5.
Gambar 2.5 Skema pengeringan Sumber: Pal U.S 2010
2.4 Kinerja Alat Pengering
