BAB IV REFRIGERASI
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Refrigerasi atau pendinginan merupakan proses pengambilan atau pengeluaran kalor dari
suatu materi atau ruangan dan mempertahankan keadaannya sedemikian rupa sehingga
temperaturnya lebih rendah dari pada lingkungan sekitarnya. Refrigrasi memanfaatkan sifat-sifat
panas (thermal) dari bahan refrigerant. Refrigerant akan bertindak sebagai media penyerap dan
pemindah panas dengan cara merubah fasanya. Refrigerant adalah suatu zat yang mudah berubah
fasanya dari cairmenjadi uap dan sebaliknya apabila kondisi tekanan dan temperaturnya diubah.
Pada siklus, refrigeran bersirkulasi melalui urutan beberapa komponen. Semua proses secara
internal reversibel. Perpindahan kalor antara refrigeran dan setiap bagian terjadi tanpa
perubahan temperatur, dan tidak ada terjadi ireversibilitas eksternal. Refrigeran masuk ke
evaporator dalam bentuk 2 fase yaitu campuran cairan dan uap pada kondisi 4. Pada evaporator
sebagian refrigeran berubah fase dari cair ke uap karena perpindahan kalor dari daerah
yang bertemperatur TC ke refrigeran. Temperatur dan tekanan refrigerant tetap konstan selama
proses dari kondisi 4 ke kondisi 1. Refrigerant kemudian di kompresi secara adiabatik dart
titik 1, dimana refrigeran berada pada kondisi 2 fase campuran cair-uap, menuju kondisi 2
dimana fase menjadi uap jenuh. Selama proses ini temperatur refrigeran naik dari TH ke TC, dan
tekanan juga naik. Kemudian refrigeran masuk ke condenser dimana fase refrigeran akan
berubah menjadi cairan jenuh karena terjadi perpindahan kalor kepada daerah yang
bertemperatur TH. Temperatur dan tekanan tetap konstan selama proses 2 ke 3. Refrigeran
kembali kekondisi pada saat masuk evaporator melalui proses ekspansi adiabatik pada turbin
yaitu titik 3 ke titik 4. Pada proses ini temperatur turun dari T H ke TC dan juga terjadi
penurunan tekanan.
Dalam praktikum kali ini, telah dilakukan simulasi rancangan proses refrigerasi dengan
menggunakan aplikasi Hysys. Pada simulasi ini, refrigerant yang digunakan adalah propane.
Propane adalah senyawa alkana tiga karbon (C3H8) yang berwujud gas dalam keadaan normal,
tetapi dapat dikompresi menjadi cairan. Refrigeran hidrokarbon merupakan refrigeran alternatif
jangka panjang refrigeran CFC/HCFC. Dua keunggulaan penting yang dimilikinya adalah ramah
lingkungan dan karakteristik termodinamika yang handal sehingga meningkatkan kinerja dan
menghemat konsumsi energi sistem refrigerasi secara aman. Proses simulasi dilakukan dengan
dua pendekatan, yaitu refrigerasi single stage dan refrigerasi multistage. Refrigerasi single stage
prinsipnya adalah menggabungkan dua buah siklus kompresi uap di mana kondenser dari siklus
dengan tekanan kerja lebih rendah akan membuang panas ke evaporator dari siklus dengan
tekanan kerja lebih tinggi dalam sebuah alat penukar kalor (heat exchanger). Sedangkan
refrigerasi multistage pada prinsipnya adalah tidak berbeda dengan sistem cascade.
Perbedaannya adalah digantinya heat exchanger dengan mixing chamber dan flash chamber di
mana di sini akan terjadi pencampuran refrigeran yang melewati siklus tekanan atas dan siklus
tekanan bawah.
Proses simulasi dilakukan dengan beberapa asumsi yang digunakan dan dilakukan case
studies untuk refrigerasi single stage dan multi stage. Case studies yang dilakukan yaitu dengan
mengubah temperatur keluaran evaporator dengan rentang -20 sampai 0 deg C dan melihat
pengaruhnya terhadap Q kompresor dan laju alir massa keluaran Dari simulasi yang telah
dilakukan, menunjukan bahwa dengan menggunakan refrigerasi single stage, semakin kecil suhu
keluaran evaporator, semakin besar Q kompresor yang dibutuhkan dan semakin besar laju alir
massanya. Hasil tersebut ditunjukan pada gambar dibawah:
Gambar 4.1. Refrigerasi single stage
Sedangkan dengan menggunakan refrigerasi multistage, semakin kecil suhu keluaran
evaporator, semakin kecil Q kompresor yang dibutuhkan, sementara laju alir massanya tetap.
Hasil tersebut ditunjukan pada gambar dibawah:
Gambar 4.2. Refrigerasi multistage
BAB V
KESIMPULAN
Dari proses simulasi menggunakan aplikasi Hysys, dengan beberapa asumsi yang digunakan
dan dilakukan case studies yaitu dengan mengubah temperatur keluaran evaporator dengan
rentang -20 sampai 0 deg C dan melihat pengaruhnya terhadap Q kompresor dan laju alir massa
keluaran menunjukan bahwa dengan menggunakan refrigerasi single stage, semakin kecil suhu
keluaran evaporator, semakin besar Q kompresor yang dibutuhkan dan semakin besar laju alir
massanya. Sedangkan dengan menggunakan refrigerasi multistage, semakin kecil suhu keluaran
evaporator, semakin kecil Q kompresor yang dibutuhkan, sementara laju alir massanya tetap.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Refrigerasi atau pendinginan merupakan proses pengambilan atau pengeluaran kalor dari
suatu materi atau ruangan dan mempertahankan keadaannya sedemikian rupa sehingga
temperaturnya lebih rendah dari pada lingkungan sekitarnya. Refrigrasi memanfaatkan sifat-sifat
panas (thermal) dari bahan refrigerant. Refrigerant akan bertindak sebagai media penyerap dan
pemindah panas dengan cara merubah fasanya. Refrigerant adalah suatu zat yang mudah berubah
fasanya dari cairmenjadi uap dan sebaliknya apabila kondisi tekanan dan temperaturnya diubah.
Pada siklus, refrigeran bersirkulasi melalui urutan beberapa komponen. Semua proses secara
internal reversibel. Perpindahan kalor antara refrigeran dan setiap bagian terjadi tanpa
perubahan temperatur, dan tidak ada terjadi ireversibilitas eksternal. Refrigeran masuk ke
evaporator dalam bentuk 2 fase yaitu campuran cairan dan uap pada kondisi 4. Pada evaporator
sebagian refrigeran berubah fase dari cair ke uap karena perpindahan kalor dari daerah
yang bertemperatur TC ke refrigeran. Temperatur dan tekanan refrigerant tetap konstan selama
proses dari kondisi 4 ke kondisi 1. Refrigerant kemudian di kompresi secara adiabatik dart
titik 1, dimana refrigeran berada pada kondisi 2 fase campuran cair-uap, menuju kondisi 2
dimana fase menjadi uap jenuh. Selama proses ini temperatur refrigeran naik dari TH ke TC, dan
tekanan juga naik. Kemudian refrigeran masuk ke condenser dimana fase refrigeran akan
berubah menjadi cairan jenuh karena terjadi perpindahan kalor kepada daerah yang
bertemperatur TH. Temperatur dan tekanan tetap konstan selama proses 2 ke 3. Refrigeran
kembali kekondisi pada saat masuk evaporator melalui proses ekspansi adiabatik pada turbin
yaitu titik 3 ke titik 4. Pada proses ini temperatur turun dari T H ke TC dan juga terjadi
penurunan tekanan.
Dalam praktikum kali ini, telah dilakukan simulasi rancangan proses refrigerasi dengan
menggunakan aplikasi Hysys. Pada simulasi ini, refrigerant yang digunakan adalah propane.
Propane adalah senyawa alkana tiga karbon (C3H8) yang berwujud gas dalam keadaan normal,
tetapi dapat dikompresi menjadi cairan. Refrigeran hidrokarbon merupakan refrigeran alternatif
jangka panjang refrigeran CFC/HCFC. Dua keunggulaan penting yang dimilikinya adalah ramah
lingkungan dan karakteristik termodinamika yang handal sehingga meningkatkan kinerja dan
menghemat konsumsi energi sistem refrigerasi secara aman. Proses simulasi dilakukan dengan
dua pendekatan, yaitu refrigerasi single stage dan refrigerasi multistage. Refrigerasi single stage
prinsipnya adalah menggabungkan dua buah siklus kompresi uap di mana kondenser dari siklus
dengan tekanan kerja lebih rendah akan membuang panas ke evaporator dari siklus dengan
tekanan kerja lebih tinggi dalam sebuah alat penukar kalor (heat exchanger). Sedangkan
refrigerasi multistage pada prinsipnya adalah tidak berbeda dengan sistem cascade.
Perbedaannya adalah digantinya heat exchanger dengan mixing chamber dan flash chamber di
mana di sini akan terjadi pencampuran refrigeran yang melewati siklus tekanan atas dan siklus
tekanan bawah.
Proses simulasi dilakukan dengan beberapa asumsi yang digunakan dan dilakukan case
studies untuk refrigerasi single stage dan multi stage. Case studies yang dilakukan yaitu dengan
mengubah temperatur keluaran evaporator dengan rentang -20 sampai 0 deg C dan melihat
pengaruhnya terhadap Q kompresor dan laju alir massa keluaran Dari simulasi yang telah
dilakukan, menunjukan bahwa dengan menggunakan refrigerasi single stage, semakin kecil suhu
keluaran evaporator, semakin besar Q kompresor yang dibutuhkan dan semakin besar laju alir
massanya. Hasil tersebut ditunjukan pada gambar dibawah:
Gambar 4.1. Refrigerasi single stage
Sedangkan dengan menggunakan refrigerasi multistage, semakin kecil suhu keluaran
evaporator, semakin kecil Q kompresor yang dibutuhkan, sementara laju alir massanya tetap.
Hasil tersebut ditunjukan pada gambar dibawah:
Gambar 4.2. Refrigerasi multistage
BAB V
KESIMPULAN
Dari proses simulasi menggunakan aplikasi Hysys, dengan beberapa asumsi yang digunakan
dan dilakukan case studies yaitu dengan mengubah temperatur keluaran evaporator dengan
rentang -20 sampai 0 deg C dan melihat pengaruhnya terhadap Q kompresor dan laju alir massa
keluaran menunjukan bahwa dengan menggunakan refrigerasi single stage, semakin kecil suhu
keluaran evaporator, semakin besar Q kompresor yang dibutuhkan dan semakin besar laju alir
massanya. Sedangkan dengan menggunakan refrigerasi multistage, semakin kecil suhu keluaran
evaporator, semakin kecil Q kompresor yang dibutuhkan, sementara laju alir massanya tetap.