2 Proses penguapan evaporasi
Penguapan atau evaporasi adalah proses perubahan molekul di dalam keadaan cair contohnya : air dengan spontan menjadi gas contohnya : uap air. Proses ini
adalah kebalikan dari kondensasi. Umumnya penguapan dapat dilihat dari lenyapnya cairan secara berangsur-angsur ketika terpapar pada gas dengan volume
signifikan.
2.1.6. Siklus kompresi uap standar
a. Komponen utama mesin pendingin
Komponen utama mesin pendingin dengan sistem kompresi uap terdiri dari : evaporator, kompresor, kondenser dan pipa kapiler. Skematik mesin pendingin
serperti terlihat pada Gambar 2.7.
Gambar 2.7 Skematik mesin pendingin siklus kompresi uap standar
Keterangan : a.
Evaporator b. Kompresor c. Kondenser d. Filter e. Pipa kapiler
b. Siklus refrigerasi ditunjukkan dalam Gambar 2.7 dan dapat dibagi menjadi
tahapan-tahapan berikut: 1
– 2. Cairan refrigeran dalam evaporator menyerap panas dari sekitarnya,
biasanya udara, air atau cairan proses lain. Selama proses ini cairan merubah bentuknya dari cair menjadi gas, dan pada keluaran evaporator gas ini diberi
pemanasan berlebih superheated gas. 2
– 3. Uap yang diberi panas berlebih masuk menuju kompresor dimana
tekanannya dinaikkan. Suhu juga akan meningkat, sebab bagian energi yang menuju proses kompresi dipindahkan ke refrigeran.
3 – 4.
Superheated gas bertekanan tinggi lewat dari kompresor menuju
kondenser. Bagian awal proses refrigerasi menurunkan panas superheated gas sebelum gas ini dikembalikan menjadi bentuk cairan. Refrigerasi untuk
proses ini biasanya dicapai dengan menggunakan udara atau air. Penurunan suhu lebih lanjut terjadi pada pekerjaan pipa dan penerima cairan, sehingga
cairan refrigeran didinginkan ke tingkat lebih rendah ketika cairan ini menuju alat ekspansi.
4 - 1 Cairan yang sudah didinginkan dan bertekanan tinggi melintas melalui
peralatan ekspansi,
yang mana akan mengurangi tekanan dan mengendalikan aliran menuju evaporator.
2.1.7. Perhitungan untuk karakteristik mesin pendingin
a. Gambar siklus kompresi uap pada diagram P-h dan T-s.
Gambar 2.8 P-h diagram
Gambar 2.9 T-s diagram
b. Kerja kompresor persatuan massa.
Kerja kompresor persatuan massa refrigeran yang diperlukan agar mesin pendingin dapat bekerja dapat dihitung dengan persamaan :
W
komp
= h
2
-h
1
, kJkg. ……………….…………………………….2.5 W
komp
: kerja yang dilakukan kompresor, kJkg h
2
: nilai entalpi refrigeran keluar dari kompresor, kJkg h
1
: nilai entalpi refrigeran masuk ke kompresor, kJkg c.
Energi kalor persatuan massa refrigerant yang dilepas oleh kondensor. Besar kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran dapat dihitung
dengan persamaan : Q
kond
= h
2
-h
3
, kJkg. ……………………..……………..…..……...2.6 h
2
: nilai entalpi refrigeran masuk ke kondensor, kJkg h
3
: nilai entalpi refrigeran keluar dari kondensor, kJkg d.
Kalor yang diserap evaporator per satuan massa Besar kalor yang diserap evaporator per satuan massa refrigeran dapat dihitung
dengan persamaan : Q
evap
= h
1
-h
4
= h
1
-h
3
, kJkg..…………………………..…………...…..…..2.7 h
1
: nilai entalpi refrigeran keluar evaporator, kJkg h
4
: nilai entalpi refrigeran keluar dari pipa kapiler, kJkg
e. COP aktual mesin pendingin
COP aktual mesin pendingin adalah perbandingan antara kalor yang diserap evaporator dengan energi listrik yang diperlukan untuk menggerakkan kompresor.
Nilai COP mesin pendingin dapat dihitung dengan persamaan : COP
aktual
= Q
evap
W
komp
= h
1
-h
4
h
2
-h
1
...…..………………….…………...2.8 Nilai COP aktual lebih besar dari 1. Semakin tinggi nilai COP aktual semakin
baik, tetapi nilai COP aktual tidak dapat melebihi nilai COP ideal. f.
COP ideal mesin pendingin COP ideal mesin pendingin adalah COP maksimum yang dapat dicapai oleh
mesin pendingin yang bekerja pada temperatur kerja evaporator sebesar te dan temperatur kerja kondensor sebesar tc. Besarnya COP ideal dapat dihitung
dengan persamaan : COP
ideal
= 273,15 + te tc – te...…………..………………….…………...2.9
te : suhu evaporator,
o
C tc : suhu kondensor,
o
C g.
Efisiensi mesin pendingin Efisiensi = COP
actual
COP
ideal,
...…………..……………….………...2.10
2.1.8. Isolator
