Makalah Refrigerasi

A.    PENGERTIAN REPRIGERASI
Refrigerasi adalah produksi atau pengusahaan dan pemeliharaan tingkat suhu dari suatu bahan atau ruangan pada tingkat  yang lebih rendah dari pada suhu lingkungan atau atmosfir sekitarnya dengan cara penarikan atau penyerapan panas dari bahan atau ruangan tersebut.
Refrigrasi dapat dikatakan juga sebagai sebagai proses pemindahan panas dari suatu bahan atau ruangan ke bahan atau ruangan lainnya (Ilyas, 1993), sedangkan menurut Hartanto (1985) pendinginan atau refrigerasi adalah suatu proses penyerapan panas pada suatu benda dimana proses ini terjadi karena proses penguapan bahan pendingin (refrigeran), dan menurut Arismunandar dan Saito (2005) refrigerasi adalah usaha untuk mempertahankan suhu rendah yaitu suatu proses mendinginkan udara sehingga dapat mencapai temperatur dan kelembaban yang sesuai dengan kondisi yang dipersyaratkan terhadap kondisi udara dari suatu ruangan tertentu, faktor suhu dan temperatur sangat berperan dalam memelihara dan mempertahankan nilai kesegaran ikan.
Refrigrasi memanfaatkan sifat-sifat panas (thermal) dari bahan refrigerant selagi bahan itu berubah keadaan dari bentuk cairan menjadi bentuk gas atau uap da sebaliknya dari gas kembali menjadi cairan (Ilyas, 1993).

B.    FUNGSI REFRIGERASI

1. Pengkondisian udara pada ruangan dalam bangunan atau rumah, sehingga temperatur di dalam bangunan atau rumah lebih dingin dibanding di luar rumah.
2. Pengolahan / Transportasi / Penyediaan bahan-bahan makan atau minuman menjadi legis terhadap aktivitas mikro organisme.
3. Pembuatan batu es dan dehidrasi gas dalam skala besar.
4. Pemurnian minyak pelumas pada industri minyak bumi.
5. Melangsungkan reaksi-reaksi kimia pada temperatur rendah.
6. Pemisahan terhadap komponen-komponen hidrokarbon yang mudah menguap.
7. Pencairan gas untuk mendapatkan gas murni (O2 Dan N2).

C.    JENIS – JENIS REFRIGERASI
Berbagai jenis sistem refrigerasi yang bekerja berdasarkan berbagai proses dan siklus dapat ditemui dalam praktek.

Secara umum ada dua siklus dari sistem refrigerasi yaitu sistem refrigerasi siklus tertutup dan sistem refrigerasi siklus terbuka.

Namun demikian sistem refrigerasi siklus tertutup dapat dikelompokkan berdasarkan jenis siklusnya diantaranya:

•  Sistem refrigerasi siklus thermodinamika
• Sistem refrigerasi siklus thermo-elektrik
• Sistem refrigerasi siklus thermo-magnetik

Yang termasuk mesin refrigerasi siklus thermodinamika antara lain;

1. Mesin refrigerasi siklus kompresi uap
2. Mesin refrigerasi siklus absorpsi
3. Mesin refrigerasi siklus jet uap
4. Mesin refrigerasi siklus udara
5. Mesin refrigerasi tabung vorteks

Pada modul ini hanya akan dibahas sistem refrigerasi siklus thermodinamik khususnya mesin refrigerasi siklus kompresi uap.

D. KOMPONEN - KOMPONEN

 
1. Kompresor (Compressor)
Kompresor adalah komponen utama yang berperan sangat penting dalam sistem pendingin, komponen ini bisa di katakan jantungnya sistem refrigerasi. Cara kerja komponen tersebut ialah menghisap dan menekan freon (refrigerant)  didalam sistem / mengsirkulasikan refrigerant didalam sistem.

Menurut jenis kompressor terbagi menjadi 3 bagian :

1. Kompresor Hermetic.
2. Kompresor Semi Hermetic.
3. Kompresor Open type.

Namun menurut cara kerjanya kompresor terbagi menjadi 5  bagian :
1. Kompresor Sentrifugal.
2. Kompresor Screw
3. Kompresor Scrol
4. Kompresor Rotari (Rotary)
5. Kompresor Torak (Reciprocating)

2. Kondensor (Condenser)
Kondensor termasuk kompenen utama sistem refrigerasi yang tidak kalah pentingnya dengan kompresor, karena komponen-komponen tersebut saling berhubungan, saling mendukung, saling mempengaruhi. Cara kerja dari komponen ini ialah membuang panas yang memungkinkan terjadinya pengembunan.

3. Pipa kapiler
Pipa kapiler adalah suatu pipa pada sistem refrigerasi yang mempunyai diameter paling kecil jika dibandingkan dengan pipa – pipa yang lainya. Pipa kapiler ini biasanya berukuran diameter 0,8 – 2,0 mm dengan panjang kurang lebih 1 meter. Cara kerja pipa kapiler merendahkan temperature dan tekanan refrigerant didalam sistem.

4. Evaporator
Evaporator adalah kebalikan dari condenser, kalau condenser berfungsi sebagai pembuang panas dari freon yg dipompa oleh compressor dan membuang panasnya dengan sebuah fan motor, sebagai penampung dingin dari freon yg sudah berubah wujud menjadi cair setelah melewati pipa kapiler.

Didalam evaporator yg hampa udara, freon akan menguap dan menyerap panas pada pipa-pipa yg berada pada evaporator sehingga pipa-pipa di evaporator menjadi dingin, dan membuang dinginnya dengan hembusan sebuah fan motor dengan daun kipas yang berbentuk blower.

E.    SISTEMATIKA
Sistematika/prinsip kerja untuk menghasilkan proses pendinginan. Dan refrigerant disirkulasikan berulang kali dengan perubahan-perubahan yang mendukung dapat mengahasilkan proses pendinginan. Empat perubahan pada refrigerant itu yaitu kompresi, kondensasi, ekspansi dan evaporasi ( cair, uap, gas dan kembali cair).

1.    Kompresi
Pada proses kompresi, refrigerant ditekan dalam kompresor sampai kondisinya menjadi cair dengan temperatur yang tinggi. Gas refrigerant dalam evaporator yang dihisap oleh kompresor akan membuat tekanannya tetap rendah didalam evaporator, dan untuk membuat cairan refrigerant menjadi gas secara dinamis pada temperatur yang rendah (0oC). Maka tekanan gas refrigerant ditekan dalam silinder, dan berubah menjadi tinggi, sehingga temperatur dan tekanan naik dan refrigerant akan mudah menjadi cair walaupun proses pendinginan dalam temperatur yang lebih tinggi. Dan gas refrigerant yang dikompresikan disalurkan ke komponen selanjutnya yaitu di dinginkan di kondensor.

2.    Kondensasi
Pada proses kondensasi, refrigerant dirubah dari gas menjadi cair dan didinginkan dari temperatur yang tinggi di dalam kondensor menjadi temperatur lebih rendah. Refrigerant yang bertemperatur dan bertekanan tinggi itu dipancarkan dalam kondensor menjadi cairan dan disalurkan ke receiver dryer untuk disaring. Hal itu juga dinamakan proses kondensasi panas. Panas yang tinggi dari refrigerant itu dapat dikeluarkan oleh kondensor sehingga refrigerant menjadi dingin.

3.    Ekspansi
Pada proses ekspansi, tekanan cairan refrigerant diturunkan oleh katup ekspansi. Hal itu disebut proses ekspansi, dimana gas bertekanan itu dikabutkan dengan mudah dalam evaporator sehingga refrigerant menjadi gas, dan expansion valve ini mengatur aliran cairan refrigerant sambil menurunkan tekanannya. Cairan refrigerant yang dikabutkan ini dalam evaporator diatur oleh tingkat pendinginan yang harus dilakukan dibawah temperatur pengabutan. Untuk itu, penting untuk mengontrol jumlah refrigerant yang dibutuhkan dengan melakukan pengecekan yang benar.

4.    Evaporasi
Pada proses evaporasi, refrigerant dirubah dari cairan ke gas dalam evaporator. Cairan refrigerant dikabutkan oleh hisapannya sendiri dimana saat proses evaporasi panas latent dibutuhkan dari udara disekitar evaporator. Udara melepaskan panas untuk didinginkan, dan dialirkan ke dalam ruang dalam kendaraan oleh kipas pendingin sambil menurunkan temperatur ruangan itu. Cairan refrigerant itu disalurkan dari expansion valve di dalam evaporator kemudian sekaligus menjadi uap refrigerant, dan perubahan itu terjadi berulang kali dari kondisi cair ke gas. Tekanan dan temperatur dalam perubahan itu selalu berkaitan, jika tekanan di-set maka temperatur juga akan diatur. Untuk pengabutan yang dilakukan saat temperatur lebih rendah dari perubahan itu (Cair -> Gas) dalam kondisi seperti diatas, tekanan dalam evaporator juga harus dibuat tetap rendah. Karena itu, gas dari refrigerant yang dikabutkan haruslah dikurangi secara terus menerus keluar evaporator oleh hisapan kompresor.

F.    GAMBAR KERJA

 


Penjelasan Siklus Refrigerasi:

• A-B : Un-useful superheat (kenaikan temperatur yg menambah beban kompresor) Sebisa mungkin dihindari kontak langsung antara pipa dan udara sekitarnya dgn cara menginsulasi pipa suction.
• B-C : proses kompresi (gas refrigerant bertekanan dan temperatur rendah dinaikkan tekanannya sehingga temperaturnya lebih tinggi dari media pendingin di kondenser. Pada proses kompresi ini refrigerant mengalami superheat yg sangat tinggi.
• C-D : Proses de-superheating (temperatur refrigerant mengalami pemurunan, tetapi tdk mengalami perubahan wujud, refrigerant masih dalam bentuk gas)
• D-E : Proses kondensasi (terjadi perubahan wujud refrigerant dari gas menjadi cair tanpa merubah temperaturnya.
• E-F : Proses sub-cooling di kondenser ( refrigerant yg sudah dalam bentuk cair masih membuang kalor ke udara sekitar sehingga mengalami penurunan temperatur). Sangat berguna untuk memastikan refrigerant dalam keadaan cair sempurna.
• F-G : Proses sub-cooling di pipa liquid (Refrigerant cair masih mengalami penurunan temperatur karena temperaturnya masih diatas temperatur udara sekitar). Pipa liquid line tdk diinsulasi, agar terjadi perpindahan kalor ke udara, tujuannya untuk menambah kapasitas refrigerasi. (Note: dalam beberapa kasus ..pipa liquid harus diinsulasi…nanti dijelaskan dalam pembahasan khusus)
• G-H : Proses ekspansi/penurunan tekanan (Refrigerant dalam bentuk cair diturunkan tekanannya sehingga temperatur saturasinya berada dibawah temperatur ruangan yg didinginkan, tujuannya agar refrigerant cair mudah menguap di evaporator dgn cara menyerap kalor dari udara yg dilewatkan ke evaporator) Terjadi perubahan wujud refrigerant dari cair menjadi bubble gas sekitar 23% karena penurunan tekanan ini. Jadi refrigerant yg keluar dari katup ekspansi / masuk ke Evaporator dalam bentuk campuran sekitar 77% cairan dan 23% bubble gas.
• H-I : Proses evaporasi (refrigerant yg bertemperatur rendah menyerap kalor dari udara yg dilewatkan ke evaporator. Terjadi perubahan wujud refrigerant dari cair menjadi gas. Terjadi juga penurunan temperatur udara keluar dari evaporator karena kalor dari udara diserap oleh refrigerant)
• I-A : Proses superheat di evaporator: Gas refrigerant bertemperatur rendah masih menyerap kalor dari udara karena temperaturnya yg masih dibawah temperatur udara. Temperatur refrigerant mengalami kenaikan). Superheat ini bergua untuk memastikan refrigerant dalam bentuk gas sempurna sebelum masuk ke Kompresor.

SHARE THIS

Share it Share it Tweet