xxxi
2.1.7 Bahan Pendingin Refrigeran R134a
Bahan pendingin atau refrigeran R134a adalah suatu zat yang mudah diubah wujudnya dari gas menjadi cair atau sebaliknya. Untuk dapat terjadinya suatu proses
pendinginan diperlukan suatu bahan pendingin atau refrigeran yang digunakan untuk mengambil panas dari evaporator dan membuangnya dalam kondensor. Terdapat
berbagai jenis refrigeran yang digunakan dalam sistim kompresi uap. Suhu refrigerasi yang dibutuhkan sangat menentukan dalam pemilihan fluida. Refrigeran yang umum
digunakan adalah yang termasuk kedalam keluarga chlorinated fluorocarbons.
Gambar 2.8 Refrigeran R134a sumber :
http:www.indotrading.com
Suatu bahan pendingin mempunyai syarat –syarat untuk keperluan proses
pendinginan antara lain : 1.
Tidak beracun dan tidak berbau dalam semua keadaan.
14
xxxii 2.
Tidak dapat terbakar atau meledak bila bercampur dengan udara, minyak pelumas dan sebagainya.
3. Tidak menyebabkan korosi terhadap bahan logam yang dipakai pada sistem
pendingin. 4.
Bila terjadi kebocoran mudah diketahui dengan alat–alat yang sederhana maupun dengan alat detector kobocoran.
5. Mempunyai titik didih dan tekanan kondensasi yang rendah.
6. Mempunyai kalor laten penguapan yang besar, agar panas yang diserap
evaporator sebesar –besarnya.
7. Viskositas dalam fase cair maupun fase gas rendah agar aliran refrigeran dalam
pipa sekecil mungkin. 8.
Harganya tidak mahal dan mudah diperoleh. 9.
Konduktifitas thermal yang tinggi. 10.
Konstanta dieletrika dari refrigeran yang kecil, tahanan lisrtrik yang besar, serta tidak menyebabkan korosi pada material isolator listrik.
11. Tidak merusak tubuh manusia.
2.1.8 Siklus Kompresi Uap sebagai Dasar Kerja
Chest Freezer
Sistem kompresi uap merupakan dasar sistem refrigerasi yang terbanyak digunakan, dengan komponen utamanya adalah kompresor, evaporator, pipa kapiler
atau katup expansi, dan kondensor. Keempat komponen tersebut melakukan proses yang saling berhubungan dan membentuk siklus kompresi uap. Siklus refrigerasi
kompresi uap memiliki dua keuntungan. Pertama, sejumlah besar energi panas
xxxiii diperlukan untuk merubah cairan menjadi uap, dan oleh karena itu banyak panas yang
dapat dibuang dari ruang yang disejukkan. Kedua, sifat-sifat isothermal penguapan
membolehkan pengambilan panas tanpa menaikan suhu fluida kerja.
Siklus kompresi uap ditunjukkan dalam Gambar 2.9, Gambar 2.10 dan Gambar 2.11 :
Gambar 2.9 Skematik Siklus Refrigerasi Kompresi Uap
Gambar 2.10 Siklus Kompresi Uap pada Diagram P-h
16
xxxiv Gambar 2.11 Siklus Kompresi Uap dengan Diagram T-s
Proses yang terjadi pada siklus kompresi uap mesin refrigerasi : a.
Proses kompresi l -2 Proses ini berlangsung di kompresor secara isentropik adiabatik isoentropi atau
entropi konstan. Pada siklus teoritis diasumsikan refrigeran tidak mengalami
perubahan kondisi selama mengalir di jalur hisap. Pada proses ini uap refrigeran pada tekanan evaporasi dikompresi sampai pada tekanan kondensor, setelah dikompresi
refrigeran menjadi uap panas lanjut bertekanan tinggi. Proses berlangsung secara isentropik. Temperature refrigeran ke luar dari kompresor pun meningkat.
b. Proses penurunan suhu 2-2a dan proses kondensasi 2a-3a
Proses ini berlangsung di kondensor. Refrigeran yang bertekanan dan bertemperatur tinggi keluar dari kompresor membuang kalor di kondensor sehingga
fasanya berubah dari gas panas lanjut menjadi cair. Di kondensor terjadi pertukaran kalor antara refrigeran dengan udara, kalor berpindah dari refrigeran ke udara yang
17
xxxv ada sekitar kondensor sehingga refrigeran mengembun menjadi cair. Pada proses 2-
2a, merupakan proses pendinginan sensible dari temperatur keluar kompresor menuju temperatur kondensasi. Proses ini terjadi pada tekanan konstan. Jumalah panas yang
dipindahkan selama proses ini adalah beda entalpi antara titik 2-2a, sedangkan pada Proses 2a-3a adalah proses kondensasi uap didalam kondensor. Proses kondensasi
terjadi pada tekanan konstan. Jumlah panas yang dipindahkan selama proses ini adalah jumlah antara panas yang dikeluarkan pada proses 2- 2a ditambah panas yang
dikeluarkan pada proses 2a-3a. Panas total ini berasal dari panas yang diserap oleh refrigeran yang menguap di dalam evaporator dan panas yang masuk karena adanya
kerja mekanis pada kompresor. c.
Proses pendinginan lanjut 3a-3
Proses ini berlangsung dari kondensor menuju pipa kapiler, proses ekspansi berlangsung dari titik 3a ke titik 3, Refrigeran dalam wujud cair jenuh mengalir
melalui alat ekspansi. Refrigeran mengalami ekspansi pada entalpi konstan dan berlangsung secara ireversible.
d. Proses ekspansi 3-4
Proses ekspansi berlangsung dari titik 3-4. Pada proses ini terjadi penurunan tekanan refrigeran dari tekanan kondensasi titik 3 menjadi tekanan evaporasi titik 4.
Pada waktu cairan di ekspansikan melalui alat ekspansi ke evaporator, temperatur refrigeran juga turun dari temperatur kondensasi ke temperatur evaporasi. Hal ini
disebabkan oleh terjadinya penguapan sebagian cairan refrigeran selama proses ekaspansi. Proses 3- 4 merupakan proses ekspansi adabatik dimana entalpi fluida
18
xxxvi berubah disepanjang proses. Refrigeran pada titik 4 berada pada kondisi campuran
cair- uap. e.
Proses evaporasi 4 -1a Proses ini berlangsung di evaporator secara isobar tekanan sama dan isotermal
suhu sama. Refrigeran dalam wujud campuran cair dan gas bertekanan rendah menyerap kalor dari lingkungan sekitar media yang didinginkan sehingga wujudnya
berubah seluruhnya menjadi gas jenuh bertekanan rendah. f.
Proses pemanasan lanjut 1a-1 Proses berlangsungnya refrigeran yang meninggalkan evaporator dalam fase
uap jenuh. Proses ini berlangsung secara reversible dan pada tekanan yang konstan. Proses penguapan refrigeran pada evaporator atau disebut juga efekrefrigeran RE.
Proses ini berlangsung pada temperatur dan tekanan uap.
2.1.9 Perhitungan Karakteristik Mesin
Kategori