Gambar 2.4 Perpindahan Kalor Konduksi Gambar 2.4 memperlihatkan perpindahan kalor secara konduksi yang dapat
dirumuskan sebagai pesamaan laju umum untuk perpindahan kalor konduksi atau sering dikenal dengan hukum fourier seperti pada persamaan 2.1.
∆
q = - k . A .
∆
...................................................................................................2.1
Dimana : q = laju perpindahan panas W k = konduktifitas thermal bahan Wm.K
∆
=gradien suhu perpindahan kalor -Km
∆
A = luas penampang benda m² Pada persamaan 2.1 menunjukan bahwa laju perpindahan kalor bernilai minus -
karena kalor akan selalu berpindah ketemperatur yang lebih rendah.
2.5.2 Perpindahan Kalor Konveksi
Perpindahan kalor konveksi adalah perpindahan kalor dengan disertai perpindahan molekul-molekul atau zat perantaranya. Dengan kata lain,
perpindahan kalor konveksi membutuhkan media fluida atau gas untuk mengalirkan kalor. Contoh perpindahan kalor secara konveksi dalam kehidupan
sehari-hari adalah saat proses merebus air.
Gambar 2.5 Perpindahan Kalor Konveksi Gambar 2.5 memperlihatkan perpindahan kalor secara konveksi atau sering
dikenal dengan hukum newton untuk pendinginan, yang dapat dirumuskan seperti pada persamaan 2.2.
q = h.ATs − T∞
.....................................................................2.2
Dimana : q = laju perpindahan panas W h = koefisien perpindahan panas konveksi Wm².K
A = luas permukaan yang bersentuhan dengan fluida m² Ts = temperatur permukaan K
T ∞= temperatur fluida yang mengalir dekat permukaan K
Perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada udara atau fluida yang mengalir zat cair dan gas. Perpindahan kalor konveksi tidak dapat berlangsung pada
benda padat. Perpindahan kalor secara konveksi ada dua macam yaitu konveksi paksa dan konveksi bebas. Berikut penjelasan dan contoh dari keduanya.
1. Konveksi bebas konveksi alamiah free convection natural convection Konveksi bebas adalah konveksi yang disebabkan oleh beda suhu dan
perbedaan massa jenis dan tanpa peralatan bantu penggerak dari luar yang mendorongnya. Jadi aliran fluida atau udara pada konveksi bebas terjadi
karena adanya perbedaan kerapatan. Contoh: plat panas dibiarkan berada di udara sekitar tanpa ada sumber
gerakan dari luar yang menggerakkan udara. 2. Konveksi paksa forced convection
Konveksi paksa berlawanan dengan konveksi bebas. Pada konveksi paksa perpindahan panas aliran gas atau fluida disebabkan adanya tenaga atau
peralatan bantu dari luar. Contoh: plat panas diberi aliran air atau udara dengan blower.
2.6. Beban Pendinginan
Beban pendinginan adalah beban yang diterima suatu sistem untuk mendinginkan sesuatu. Pada evaporator, beban pendinginan adalah besarnya
aliran kalor yang dihisap evaporator. Unit pendingin selalu menerima beban pendinginan karena harus menjaga temperatur dan kelembaban tertentu yang
umumnya berada di bawah temperatur dan kelembaban lingkungan di luarnya. Beban pendinginan biasanya berupa aliran energi berbentuk panas. Beban
pendingin dapat dibagi menjadi dua bagian khusus yaitu : 1. Beban laten
Beban laten adalah beban yang diterima atau dilepaskan suatu materi karena adanya perubahan wujud fase. Sebagai contoh air yang sudah
didinginkan sampai 0°C kemudian didinginkan lagi sampai menjadi es pada suhu 0°C. Pada proses ini tidak terjadi perubahan suhu melainkan
perubahan wujud fase. Beban pendinginan disini disebut beban laten dan panas yang diserap disebut dengan panas laten.
2. Beban sensible Beban sensible adalah beban yang diterima atau dilepaskan suatu
materi karena adanya perubahan suhu. Misalkan air dengan suhu 100°C didinginkan menjadi 0°C masih dalam keadaan cair. Beban
yang diterima dalam proses itu disebut beban sensible. Panas yang diterima untuk menurunkan suhu dari 100°C menjadi 0°C disebut
panas sensible.
2.7. Proses Perubahan Fase
Secara umum proses perubahan fase dapat berlangsung karena adanya pengaruh temperatur. Perubahan fase banyak terjadi dalam kehidupan sehari-hari.
Misalnya perubahan cair ke padat, gas ke cair, padat ke gas dan lain sebagainya. Namun dalam suatu sistem mesin pendingin hanya berlangsung dua perubahan
fase yaitu pengembunan gas ke cair dan penguapan cair ke gas.
2.7.1 Proses Pengembunan kondensasi.
Proses pengembunan atau kondensasi adalah adalah proses perubahan wujud dari zat gas uap menjadi zat cair. Proses pengembunan merupakan proses
perubahan zat yang melepaskan kalorpanas eksothermik. Kondensasi terjadi ketika uap didinginkan menjadi cairan, tetapi dapat juga terjadi bila sebuah uap
dikompresi tekanan ditingkatkan menjadi cairan, atau mengalami kombinasi dari pendinginan dan kompresi. Cairan yang telah terkondensasi dari uap disebut
kondensat. Sebuah alat yang digunakan untuk mengkondensasi uap menjadi cairan disebut kondensor. Pada meisn pendingin, proses pengembunan atau
kondensasi berlangsung di kondensor. Pada kondensor uap panas lanjut diubah kondisinya menjadi cair jenuh. Kalor yang dilepas dari refigeran dibuang keluar
dari kondensor ke lingkungan sekitar. Pada umumnya lingkungan sekitar kondensor adalah udara. Karenanya udara di sekitar memiliki suhu yang lebih
tinggi dibandingkan suhu kondensor.