BAB. I

PENDAHULUAN

A. DESKRIPSI

Sistem refrigerasi kompresi uap bekerja dengan cara menguapkan refrigeran pada tekanan dan temperatur yang rendah dan mengkondensasikannya pada tekanan dan temperatur yang tinggi. Tempat dimana refrigeran mengalami penguapan karena menyerap kalor dari bahan atau fluida yang akan didinginkan disebut evaporator. Tempat dimana refrigeran mengalami kondensasi karena membuang kalor ke lingkungan sekitar atau fluida pendingin disebut kondensor. Kompresor menghasilkan peningkatan tekanan dan temperatur akibabtnya refrigeran meninggalkan kompresor berupa uap pada tekanan dan temperatur yang tinggi dan memasuki kondensor. Temperatur uap refrigeran tersebut lebih tinggi dari temperatur udara lingkungan atau air sebagai media pendingin sehingga kalor akan dipindahkan dari refrigeran di kondensor ke media pendingin.

Akibat pembuangan kalor seluruh refrigeran akan mengembun sebelum mencapai katup ekspansi. Pada saat refrigeran melewati katup ekspansi, tekanannya jauh menurun ke tekanan sisi rendah dan temperaturnya juga menurun menjadi sangat rendah yang lebih rendah dari benda yang akan didinginkan. Refrigeran setelah berekspasi berfasa campuran antara uap dan cairan dimana mayoritas dalam keadaan cairan, kemudian refrigeran memasuki evaporator dan menyerap panas dari benda udara ruang. Sebagai akibat perpindahan panas, refrigeran akan menguap sehingga pada akhir evaporator atau pada inlet kompresor maka refrigeran akan menguap seluruhnya.

Unjuk kerja sistem refrigerasi kompresi uap dinyatakan dengan perbandingan kalor yang di serap evaporator (efek refrigerasi ) terhadap kerja yang dilakukan yang disebut sebagai koefisien unjuk kerja/prestasi (COP). Proses penuruan tekanan terjadi pada katup ekspansi seperti kapiler, TXV, AXV dll, yang berfungsi sekaligus untuk mengatur laju aliran refrigeran dan menurunkan tekanan serta temperature.

B. PETUNJUK PENGGUNAAN

Langkah - langkah yang harus dilakukan untuk mempelajari modul ini:

a. Bagi siswa atau peserta didik:

1. Bacalah tujuan antara dan tujuan akhir dengan seksama,

2. Bacalah Uraian Materi pada setiap kegiatan belajar dengan seksama sebagai teori penunjang,

3. Baca dan ikuti langkah kerja yang ada pada modul ini pada tiap proses pembelajaran sebelum melakukan atau mempraktekkan,

4. Persiapkan alat dan bahan yang digunakan pada setiap kegiatan belajar yang sesuai dan benar,

5. Jawablah setiap pertanyaan pada tes formatif untuk masing-masing kegiatan belajar, cocokkan dengan kunci jawaban yang telah tersedia pada kunci jawaban,

6. Jawablah pertanyaan pada soal evaluasi dan cocokkan dengan kunci jawaban yang telah tersedia pada kunci jawaban.

b. Bagi guru pembina / pembimbing:

1. Dengan mengikuti penjelasan didalam modul ini, susunlah tahapan penyelesaian yang diberikan kepada siswa / peserta didik.

2. Berikanlah penjelasan mengenai peranan dan pentingnya materi dari modul ini.

3. Berikanlah penjelasan serinci mungkin pada setiap tahapan tugas yang diberikan kepada siswa.

4. Berilah contoh gambar-gambar atau barang yang sudah jadi, untuk memberikan wawasan kepada siswa.

5. Lakukan evaluasi pada setiap akhir penyelesaian tahapan tugas.

6. Berilah penghargaan kepada siswa didik yang setimpal dengan hasil karyanya.

C. TUJUAN

Setelah mempelajari secara keseluruhan materi kegiatan belajar baik teori maupun praktik dari modul ini peserta diklat diharapkan memiliki kemampuan:

1. Dapat menjelaskan fungsi refrigerant dalam system refrigerasi

2. Dapat menjelaskan perubahan wujud refrigerant dalam system refrigerasi

3. Dapat menjelaskan siklus refrigerant dalam system refrijerasi

4. Dapat menjelaskan perpindahan kalor refrigerant dalam system refrigerasi

5. Dapat menerapkan proses perpindahan kalor pada siklus refrijeran pada system

6. Dapat mengidentifikasi jenis-jenis refrigerant

7. Dapat menjelaskan sifat-sifat refrijeran

8. Dapat menjelaskan klasifikasi refrigerant

9. Dapat menjelaskan refrigeran alternatif

9

D. CEK KEMAMPUAN

Sebelum mempelajari modul Sistem Refrigerasi, isilah dengan cek list () kemampuan yang telah dimiliki peserta diklat dengan sikap jujur dan dapat dipertanggungjawabkan:

KOMPETENSI/SUB KOMPETENSI

PERNYATAAN

JAWABAN

BILA JAWABAN YA, KERJAKAN

YA

TIDAK

Sistem

Refrigerasi

1. Saya dapat menjelaskan fungsi refrigerant dalam system refrigerasi

2. Saya dapat menjelaskan perubahan wujud refrigerant dalam system refrigerasi

3. Saya dapat menjelaskan siklus refrigerant dalam system refrijerasi

4. Saya dapat menjelaskan perpindahan kalor refrigerant dalam system refrigerasi

5. Saya dapat menerapkan proses perpindahan kalor pada siklus refrijeran pada system

6. Saya dapat mengidentifikasi jenis-jenis refrigerant

7. Saya dapat menjelaskan sifat-sifat refrijeran

8. Saya dapat menjelaskan klasifikasi refrigerant

9. Saya dapat menjelaskan refrigeran alternatif

Soal Tes Formatif

1 dan 2

Apabila peserta menjawab Tidak, pelajari modul ini.

BAB II

PEMBELAJARAN

KEGIATAN BELAJAR I

FUNGSI REFRIJERAN DALAM SISTEM REFRIJERASI

A. TUJUAN

Setelah siswa mempelajari memahami kegiatan belajar Fungsi Refrijeran Dalam Sistem Refrijerasi maka siswa diharapkan dapat

1.Menjelaskan fungsi refrigerant dalam system refrigerasi

2.Menjelaskan perubahan wujud refrigerant dalam system refrigerasi

3.Menjelaskan siklus refrigerant dalam system refrijerasi

4.Menjelaskan perpindahan kalor refrigerant dalam system refrigerasi

5.Menerapkan proses perpindahan kalor pada siklus refrijeran pada system

B. URAIAN MATERI

1. Tekanan

Tekanan didefinisikan sebagai gaya yang bekerja persatuan luas. Bilama gaya terbagi rata di atas suatu permukaan, maka tekanan pada semua titik di atas permukaan tersebut adalah sama dan dapat dihitung dengan membagi gaya total yang bekerja pada permukaan tersebut dengan luas permukaan pedoman gaya tersebut bekerja, secara matematis dapat ditulis :

P =

Dimana :

P = Tekanan dalam M/m2 atau pascal (Pa)

F = Gaya dalam Newton

A = Luas dalam m2

Sebuah tangki yang mempunyai luas penampang alas 12 m2 diisi dengan air seberat 176.526 N. Hitunglah tekanan pada alat tangki tersebut.

Penyelesaian

P =

P = =

23456 N/m atau Pascal

Dari persamaan di atas, dapat diketahui bahwa tekanan satu Pascal (Pa) adalah apabila gaya satu Newton bekerja rata di atas permukaan seluas satu meter bujur sangkar (1 m2) namun dalam prakteknya lebih banyak dinyatakan dalam N/m2 dari pada Pascal. Satuan lain yang juga sering digunakan untuk tekanan adalah bersama dengan 101.3 kPa. Disamping itu tekanan juga dapat diukur dalam satuan tinggi cairan, biasanya adalah air raksa (Hg) dan air (H2O) Apabila yang digunakan adalah air raksa, maka satuan tekanannya adalah mm Hg dan apabila yang digunakan air satuannya adalah H2O. Selain satuan-satuan di atas juga sering digunakan satuan dalam British Unit yaitu psi (pound per square inchi).

1.1 Hukum Pascal

Sebagai penghormatan pada Tuan Pascal maka dalam SI metric sistem, nama Pascal diabadikan sebagai satuan untuk tekanan, satu pascal adalah satu newton per meter bujur sangkar (N/m2). Dimana Newton adalah satuan untuk gaya. Satu newton sama dengan satu kilogram masa yang mendapat percepatan satu meter per detik kwadarat (kg m/df2). Sedangkan hukum Pascal itu sendiri menyatakan bahwa tekanan yang diberikan di atas permukaan zat cair akan diteruskan ke segala arah dengan besar yang sama.

1.2 Tekanan Atmosfir

Seperti ketahui bahwa bumi dikelilingi oleh atmosfir atau udara yang tersebar secara luas di atas permukaan bumi sampai pada jarak 50 ml atau lebih. Karena udara mempunyai masa dan juga mendapat pengaruh grafitasi bumi, maka dia akan memberikan tekanan pada bumi yang dikenal dengan tekanan atmosfir (Atmaspheric pressure).

Tekanan normal atmosfir pada permukaan air laut adalah 107.325 kPa atau 14,7 psi. namun untuk keperluan-keperluan praktek biasanya dibulatkan menjadi 100 kPa atau 15 psi. tekanan atmosfir pada permukaan air laut ini kadang-kadang dinyatakan sebagai tekanan satu atmosfir ( 1 atm) atau disebut juga satu bar (1 bar). Tekanan atmosfir sebetulnya tidak lah konstan tetapi akan bervariasi sesuai dengan pengaruh temperatur. Humidity dan kondisi serta juga dipengaruhi oleh tinggal permukaan air laut. Tekanan atmosfir akan turun kalau permukaan air laut naik.

1.3 Barometer

Barometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan atmosfir dan ada beberapa tipe. Barometer yang sederhana mengukur tekanan dengan menggunakan tinggi air raksa sebagai ukuran. Alat ini dibuat dengan mengisikan air raksa pada sebuah pipa kaca dengan panjang kira-kira 7m yang salah satu ujungnya tertutup. Ujungnya yang terbuka ditutup dengan ibu jari kemudian dimasukkan terbalik ke dalam sebuah bejana yang juga berisi air raksa. Apabila ibu jari dilepaskan maka tinggi air raksa dalam pipa akan turun meninggalkan ruang vacum pada bagian akhir pipa yang tertutup.

Tekanan atmosfir pada air raksa dalam bejana yang terbuka akan menyebabkan air raksa dalam pipa kaca tertahun pada suatu ketinggian. Tinggi air raksa dalam pipa kaca menunjukkan besarnya tekanan atmosfir yang bekerja pada air raksa dalam bejana terbuka dan dibaca dalam satuan mm Hg. Tekanan normal atmosfir pada permukaan laut sebesar 101,325 kPa akan dapat menahan air raksa setinggi 760 mm.

Dari itu didapatkan bahwa 760 mm Hg sama dengan 101,325 Pa, sehingga didapatkan hubungan seperti berikut :

1 mm Hg = 133,32 Pa

1 cm Hg = 1333,2 Pa

1 Pa = 7,5.10-3 mm Hg

Contoh : Berapakah tekanan atmosfir dalam kPa yang dapat menahan air raksa setinggi 764 mm Hg

Jawaban 764 mm Hg = 764.133, 32 Pa

= 101.856 P

= 101.856 kPa

1.4 Tekanan absolut dan tekanan terukur.

Pembacaan semua alat tekanan bukanlah merupakan tekanan fluida yang sebenarnya, tetapi menunjukkan perbedaan tekanan antar tekanan fluida dengan tekanan atmosfir. Tekanan yang terbaca pada alat ukur biasaya disebut tekanan terukur atau tekanan manometer. Sedangkan tekanan yang sebenarnya disebut tekanan absolut atau tekanan mutlak. Apabila tekanan fluida lebih besar dari tekanan atmosfir, maka tekanan absolut fluida adalah penjumlahan tekanan terukur dengan tekanan atmosfir. Dan apabila tekanan fluida lebih kecil dari tekanan atmosfir maka tekanan fluida adalah pengurangan tekanan atmosfir dengan tekanan terukur secara matematis, dapat dituliskan :

P absolut = P terukur + P atmosfir

Tekanan atmosfir sebagai patokan biasanya diambil tekanan atmosfir pada permukaan air laut yang sebesar 100 kPa atau 15 psi. Hubungan antara tekanan absolut dan tekanan terukur adalah seperti ditunjukkan sebagai berikut :

Tekanan terukur sebuah kondensor 850 kPa, hitunglah tekanan absolut.

P absolut = P terukur + P atmosfir

= 950 kPa + 100 kPa

= 950 kPa absolut

2. Temperatur

Suhu atau temperatur adalah derajat panas atau dinginnya suatu benda. Dimana temperatur itu sendiri tidak memberikan informasi tentang banyaknya panas yang dikandung oleh suatu benda sebagai contoh nyala api dari suatu kompor gas bisa saja mempunyai temperatur yang sama dengan temperatur besi yang dibakar tetapi belum tentu panas dari nyala api kompor gas tersebut sama panas dengan yang dihasilkan besi dan temperatur mempunyai ukuran yang relatif, temperatur yang panas buat seseorang bisa jadi dingin untuk orang lain. Alat yang digunakan untuk mengukur temperatur disebut termometer. Termometer yang sangat umum digunakan adalah termometer air raksa.

Termometer yaitu sebuah tabung kaca dengan lubang yang sangat sempit dan seragam serta tertutup dikedua ujungnya. Salah satu ujungnya dibuat agak sedikit besar untuk menampung air raksa. Pada waktu terjadi penanaman maka air raksa dalam tabung kaca tersebut akan memuai dan apabila tabung kaca tersebut dilengkapi dengan skala tertentu yang telah dikalibrasikan, maka permuaian air raksa tersebut akan menunjukkan temperatur daripada panas yang menyebabkannya. Titik standar yang dipakai adalah titik cair es dan titik didih air pada tekanan atmosfir.

2.1 Skala Termometer, Celcius Dan Fahrenheit

Skala yang sangat umum digunakan untuk mengukur temperatur adalah celcius, reamur, fahrenheit, dan kelvin. Termometer celcius, reamur, fahrenheit, dan kelvin mempunyai beberapa kesamaan antara lain:

1. Mempunyai titik tetap bawah yang dinamakan titik beku.

2. Mempunyai titik tetap atas yang dinamakan titik didih.

3. Mempunyai skala

Disamping mempunyai kesamaan termometer ini juga mempunyai beberapa perbedaan, yaitu:

1. Titik tetap bawah/ titik beku yang tidak sama.

2. Titik tetap atas/ titik didih berbeda

3. Jumlah skala termometer satu sama lainnya berbeda

Seperti disinggung di atas bahwa titik standar yang dipakai untuk mengkalibrasikan skala termometer adalah titik cair es dan titik didih air. Pada termometer jenis celcius mempunyai titik beku 0c, titik didih 100c, dan jumlah skala adalah 100 skala. Pada termometer jenis reamur mempunyai titik beku 0c, titik didih 80c, dan jumlah skala adalah 80 skala. Pada termometer jenis fahrenheit mempunyai titik beku 32c, titik didih 212c, dan jumlah skala adalah 180 skala. Pada termometer jenis kelvin mempunyai titik beku 273c, titik didih 373c, dan jumlah skala adalah 100 skala. Satuan suhu (T) dalam SI adalah kelvin yang merupakan satuan termodinamika.

Gambar 1. Perbandingan Skala Titik Didih dan Titik Beku

Dari penjelasan di atas dapat dibuat perbandingan antara kedua skala termometer ini seperti rumus berikut :

tf = 9/5 tc + 32

tc = 5/9 (tf 32)

Dimana :

tf = skala fahrenheit

tc = skala celcius

Contoh 1. Di daerah pegunungan di pagi hari suhu mencapai 20R , berapakah suhu tersebut jika dirubah menjadi celcius dan fahrenheit?

Penyelesaian :

Diketahui: T reamur : 20R

Ditanya: T celcius dan T fahrenheit ?

Jawab: Tc = Tc/TR x TR

= 5/4 x 20

= 25C

TF = TF/TR x TR + 32

= 9/4 x 20 + 32

= 45 + 32

= 77 F

Contoh 2. Berapa derajat celcius 60oF

tc = 5/9 (tf 32)

= 5/9 (60 32)

= 15,55oC

3. Perpindahan Kalor

Analisa penyerapan panas dikembangkan dari konversi massa dan energi dari hukum thermodynamika, hukum kedua dari thermodynamika, dan tiga tingkat ekuasisi yang dijelaskan sebagai berikut: konduksi, radiasi, dan konveksi. Penyerapan panas dilakukan melalui bahan padat, digunakan sebagai konduksi, yang melibatkan energi di tingkat molekul. Radiasi adalah suatu proses yang menyalurkan energi melalui satuan energi pengembangan cahaya dari satu permukaan ke permukaan lainnya. Konveksi adalah pemindahan panas yang tergantung pada tingkat konduksi dari permukaan padat ke cairan yang berdekatan dan pergerakan cairan sepanjang permukaan atau menjauh darinya. Dengan begitu mekanisme pemindahan panas jauh berbeda dari yang lain; sehingga, mereka semua mempunyai karakteristik yang umum, karena tergantung pada temperatur dan dimensi fisik dari objek yang dipertimbangkan

3.1 Konduksi

Pertimbangan fluktuasi tenaga yang timbul dari konduksi penghantar panas sepanjang batang padat, hal itu sebanding dengan perbedaan temperatur dan area penampangnya dan berbanding terbalik dengan panjangnya.

Penghantar panas dan tingkat konduksi penyaluran panas, dihubungkan dengan struktur molekul bahan itu. Semakin dekat kemasan molekul yang teratur dari suatu bahan akan dapat memindahkan energy yang lebih baik dibanding molekul yang teracak dan tidak padat dari bahan bukan metal.

Gambar2. Konduksi

Elektron bebas di dalam suatu metal juga berperan untuk menghantarkan panas yang tinggi. Penghantaran panas pada bahan yang lebih sedikit tidak padat akan lebih rendah dari bahan metal. Bahan organik dan berserat, seperti kayu, penghantar panasnya masih lebih rendah. Penghantar panas dari bahan cairan nonmetallic biasanya lebih rendah dari bahan yang padat, dan penghantar panas pada gas dalam tekanan atmospir adalah juga lebih rendah. Pengurangan penghantar panas ini bisa dihubungkan dengan ketidak-adanya bahan intermolecular kuat yang mengikat dan ruang molekul yang ada secara luas seperti halnya cairan.

3.2 Radiasi

Perpindahan radiant-energy dihasilkan ketika satuan energi cahaya dipancarkan dari satu permukaan ke permukaan lain. Ketika energi mencapai permukaan lain penyebaran satuan energi cahaya diserap, direfleksikan, atau dipancarkan melalui permukaan itu. Energi tersebut menyebar dari suatu permukaan digambarkan dalam bentuk tenaga emisive. Hal itu dapat ditunjukkan dari pemikiran thermodynamika bahwa tenaga emissive adalah sebanding dengan tenaga keempat dari temperatur absolut. Sifat penting dari pertukaran radiasi energi ini adalah radiasi yang meninggalkan suatu permukaan itu disebarkan secara tidak bersamaan ke segala jurusan. Oleh karena itu hubungan geometris antara dua permukaan mempengaruhi pertukaran radiasi energi antara keduanya. Karakteristik optimal dari permu kaan itu juga mempengaruhi tingkat perpindahan panasnya

Gambar 3. Radiasi

3.3 Konveksi

Tingkat penyamaan konveksi pemindahan panas awalnya diusulkan oleh Newton pada tahun 1701. Konveksi adalah cara perpindahan kalor melalui medium fluida (cairan dan gas) dari suhu tinggi ke suhu rendah disertai dengan perpindahan molekul medium tersebut

Gambar 4. Perpindahan panas secara konveksi

4. Perubahan Wujud Benda

Seperti diketahui bahwa zat mempunyai tiga tingkat wujud : pada (solid) cair (liquid) dan gas (gas) tingkat wjud zat ini tergantung pada tempartur, tekanan dan energi panas yang dikandungnya. Seperti air misalnya pada tekanan atmosfir akan berbentuk pada (es) kalau temperaturnya di bawah 0oC dan akan berbentuk cair pada temperatur 0oC sampai 100oC dan diatas 100oC akan berbentuk gas (vapor). Jika terjadi perubahan panas yang dikandung oleh suatu zat pada temperatur yang tetap apakah panasnya ditambah atau diambil maka akan terjadi perubahan wujud zat tersebut bisa dari padat menjadi cair atau sebaliknya dari cair menjadi padat.

Perubahan wujud dari cair menjadi gas disebut menguap (evaporation), sebaliknya dari gas menjadi cair disebut mengembun (condensation). Perubahan wujud dari padat menjadi cair disebut mencair atau melebur(fusion) dan sebaliknya dari cair menjadi padat disebut membeku (solidification). Sedangkan perubahan wujud yang langsung dari padat menjadi gas disebut sublimasi (sublimation).

4.1 Temperatur Penjenuhan (Saturation Temperature)

Temperatur pada mana fluida berubah wujud dan fase cair ke fasa gas atau sebaliknya dari fasa gas ke fase cair disebut temperatur penjenuhan (saturation temperature) dan tekanan pada kondisi ini tekanan penjenuhan (saturation temperature) zat cair (liquid) yang berada pada temperature penjenuhan disebut cairan jenuh (saturation liquid) dan uap yang berada pada temperatur penjenuhan disebut uap jenuh (saturation vapour).

Sangat penting untuk diketahui bahwa pada tekanan tertentu temperatur penjenuhan zat cair (temperatur pada mana zat cair akan menguap) adalah sama dengan temperatur penjenuhan uap (temperatur pada mana uap akan mengembun) pada tekanan tertentu, temperatur penjenuhan adalah temperatur maximum yang dapat dimiliki oleh zat cair dan temperatur minimum yang dapat dimiliki oleh gas (uap).

4.2 Uap panas lanjut (Superheated Vapor)

Jika uap dari hasil proses penguapan dipanaskan terus sehingga temperaturnya berada di atas atau lebih tinggi dari temperatur penjenuhan (saturation temperature) disebut uap panas lanjut (superheated vapor). Zat cair yang sudah menguap temperaturnya masih dapat dinaikan dengan jalan penambahan energi panas, bilamana temperatur uap tersebut dinaikkan sedemikian rupa, sehingga temperaturnya berada di atas temperatur penjenuhan, maka uap ini

dikatakan dipanaslanjutkan, dan energi yang disuplai untuk mempanas lanjutkan uap ini disebut superheat (panas lanjut) misalnya pada temperature penjenuhan 100oC dipanaslanjutkan menjadi 130oC, maka dikatakan uaptersebut panas lanjut (superheated) sebesar 30oC.

4.3 Cairan dingin lanjut (Subcooled Liquid)

Apabila setelah pengembunan, cairan yang dihasilkannya didingin terus dengan jalan pengembalian panas sensibel dari cairan tersebut sehingga temperatrnya turun sampai dibawah temperatur penjenuhan (saturation temperature) dikatakan cairan tersebut dilanjutkan karenanya cairan pada temperatur di bawah temperatur penjenuhan disebut cairan dingin lanjut (subcooled liquid).

Dalam sistem teknik pendingin proses ini terjadi pada bagian akhir kondensor dan pada pemindah panas (heat exchangger). Dari uraian di atas dapat dipahami bahwa proses yang terjadi selama perubahan wujud adalah sangat penting dalam teknik pendingin, dengan

perubahan wujud dari cair menjadi gas dan dari gas menjadi cair (evaporation dan condensation) inilah yang memungkinkan. Refrigerant untuk bekerja mendinginkan ruangan disekitarnya.

4.4 Panas jenis (Specific Heat)

Pada SI sistem panas jenis suatu zat adalah jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan atau menurunkan temperature / suhu 7 kg tersebut sebesar 1oC. Sedangkan dalam British sistem panas jenis suatu zat adalah jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan atau menurunkan suatu temperature 1 pound zat tersebut sebesar 1oF. Semua zat mempunyai panas jenis (specific heat) yang berbeda. Tabel berikut menunjukkan panas jenis beberapa zat yang berbeda.

Tabel 1.Panas Jenis Bahan

BAHAN

SPECIFIC HEAT (J/kgoC)

Air

4200

Es

2100

Tembaga

400

Besi

480

4.5 Kalor Sensible Dan Kalor Latent

Kalor adalah salah satu bentuk energi. Hal ini jelas dari kenyataan bahwa panas dapat dirubah ke bentuk energi lain dan bentuk energi lain dapat dirubah menjadi panas. Secara termodinamik panas didefinisikan sebagai energi yang melintang dari suatu badan ke badan lain sebagai hasil dari perbedaan temperatur antara kedua badan tersebut. Jumlah panas yang dikandung oleh suatu zat dapat diukur, dalam SI sistem satuan untuk semua bentuk energi termasuk panas dan usaha (kerja) adalah Joule

Kalor adalah energi yang diterima oleh benda sehingga suhu benda atau wujudnya berubah.Ukuran jumlah panas dinyatakan dalam notasi British Thermal Unit (BTU). Airdigunakan sebagai standar untuk menghitung jumlah panas karena untuk menaikkan temperature 1o F untuk tiap 1 lb air diperlukan panas 1 BTU. Kalor jenis suatu benda artinya jumlah panas yang diperlukan benda itu agar temperaturnya naik 1o F.

British Thermal Unit (BTU) adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan atau menurunkan temperatur dari satu pound air sejumlah satu derajat Farenheit. kilocalory (kcal) adalah sejumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan atau menurunkan temperatur dari satu liter air sejumlah satu derajat Celcius.

Gambar 5. Perbandingan Kalor Laten dan Kalor Sensibel

4.6 Panas sensibel (sensible heat)

Panas sensibel adalah jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan atau menurunkan suhu suatu zat atau benda. Apabila suatu zat menerima tambahan panas maka suhu zat tersebut akan naik, karena dengan penambahan panas tersebut molekul-molekul zat itu akan bergerak lebih cepat, dan apabila melepaskan panas, maka suhu tersebut akan turun karena gerak molekul-molekulnya menjadi lambat. Perubahan ini dapat diamati dan diukur dari perubahan suhu pada termometer.

Dari definisi panas jenis, jelas bahwa jumlah energi panas yang diperlukan untuk menaikkan atau menurunkan suhu suatu zat dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :

Q = m.C. (T2 T1)

Dimana :

Q = Jumlah panas (sinsible heat) dalam joule

m = Massa zat dalam kg C = Panas jenis dalam j/kgoC

(T2-T1) = Perubahan suhu dalam oC

Contoh :

Hitunglah jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur suhu 5 kg air dari 20oC ke 100oC

Penyelesaian :

M = 5 kg

C = 4200 j/kgoC

(T2-T1) = 100 20 = 80

Q = m.C (T2 T1)

= 5.4200.80

= 1.680.000 j

= 1680 kj

4.7 Panas Laten (Laten Heat)

Panas laten adalah jumlah panas yang diperlukan untuk merubah wujud zat apakah dari padat menajdi cair, dari cair menjadi gas atau sebaliknya, tanpamenyebabkan perubahan temperatur. Setiap zat mempunyai dua jenis panas laten yaitu panas laten yang diperlukan untuk merubah wujud dari padat menjadi cair atau dari cair menjadi padat (peleburan dan pembekuan). Dan panas laten yang diperlukan untuk merubah wujud dari cair menjadi gas atau sebaliknya dari gas menjadi cair (penguapan dan pengembunan).

Karena laten itu sendiri berarrti tidak tampak atau tersembunyi maka panas laten itu sendiri tidak dapat diketahui atau didapatkan dengan termometer. Jumlah panas laten yang diperlukan untuk merubah wujud suatu zat dapat dihitung dengan persamaan.

QL = m . L

Dimana :

QL = Jumlah panas laten dalam joule

m = Massa zat dalam kg

L = Panas laten dalam kj/kg

5. Hukum Nol Termodinamika

Hukum ke nol termodinamika berhubungan dengan kesetimbangan termal antara benda benda yang saling bersentuhan. Hukum ini menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya.

Dalam kehidupan sehari hari hukum ke nol ini banyakan ditemukan atau di gunakan. Seperti pada saat kita memasukkan es batu kedalam air hangat, yang terjadi yaitu es batu akan mencair (suhu es meningkat) dan suhu air hangat menjadi turun, kemudian lama kelamaan es nya mencair semua dan tinggalah air dingin. Air dingin ini menunjukkan campuran antara es batu dan air hangat yang bersuhu sama atau kata lainnya sudah masuk dalam keadaan kesetimbangan termal.contoh lainnya yaitu pada saat kita memasak air didalam panci, benda pertama panci dan benda kedua air. Panci dibakar dengan api sehingga temperaturnya berubah. Air yang bersentuhan dengan panci juga temperaturnya naik dan akhirnya air mendidih.

Aplikasi lainnya yaitu pengukuran termperatur. Pengukuran temperatur ini berdasarkan prinsip hukum termodinamika ke nol. Jika kita ingin mengetahui apakah dua benda memiliki temperatur yang sama, maka kedua benda tersebut tidak perlu disentuhakan dan diamati perubahan sifatnya. Yang perlu dilakukana adalah mengamati apakah kedua benda tersebut mengalami kesetimbangan termal dengan benda ketiga. Benda ketiga tersebut adalah termometer.

6. Sistem Refrigerasi

Sistem refrigerasi sangat menunjang peningkatan kualitas hidup manusia. Kemajuan dalam bidang refrigerasi akhir-akhir ini adalah akibat dari perkembangan sistem kontrol yang menunjang kinerja dari sistem refrigerasi. Apalikasi dari sistem refrigerasi tidak terbatas, tetapi yang paling banyak digunakan adalah untuk pengawetan makanan dan pendingin suhu, misalnya lemasi es freezer, cold strorage, air conditioner/AC Window, AC split dan AC mobil. Dengan perkembangan teknologi saat ini, refrigeran (bahan pendingin) yang di pasarkan dituntut untuk ramah lingkungan, disamping aspek teknis lainnya yang diperlukan. Apapun refrigeran yang dipakai, semua memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing oleh karena itu, diperlukan kebijakan dalam memilih refrigerant yang paling aman berdasarkan kepenitngan saat ini dan masa yang akan datang. Selain itu, tak kalah pentingnya adalah kemampuan dan ketrampilan dari para teknisi untuk mengaplikasikan refrigeran tersebut, baik dalam hal mekanisme kerja sistem, pengontrolan maupun keselamatan kerja dalam pemakaiannya.

Prinsip terjadinya suatu pendinginan di dalam sistem refrigerasi adalah penyerapan kalor oleh suatu zat pendingin yang dinamakan refrigeran. Karena kalor yang berada disekeliling refrigeran diserap, akibatnya refrigeran akan menguap, sehingga temperatur di sekitar refrigeran akan bertambah dingin. Hal ini dapat tejadi mengingat penguapan memerlukan kalor. Di dalam suatu alat pendingin (misal lemari es) kalor ditesarap di evaporator dan dibuang ke kondensor

6.1 Siklus Refregerasi

Uap refrigeran yang berasal dari evaporator yang bertekanan dan bertemperatur rendah masuk ke kompresor melalui saluran hisap. Di kompresor, uap refrigerant tersebut dimampatkan, sehingga ketika ke luar dari kompresor, uap refrigeran akan bertekanan dan bersuhu tinggi, jauh lebih tiggi dibanding temperatur udara sekitar. Kemudian uap menunjuk ke kondensor melalui saluran tekan. Di kondensor, uap tersebut akan melepaskan kalor, sehingga akan berubah fasa dari uap menjadi cair (terkondensasi) dan selanjutnya cairan tersebut terkumpul di penampungan cairan refrigeran. Cairan refrigeran yang bertekanan tinggi mengalir dari penampung refrigean ke aktup ekspansi. Keluar dari katup ekspansi tekanan menjadi sangat berkurang dan akibatnya cairan refrigeran bersuhu sangat rendah. Pada saat itulah cairan tersebut mulai menguap yaitu di evaporator, dengan menyeap kalor dari sekitarnya hingga cairan refrigeran habis menguap. Akibatnya evaporator menjadi dingin. Bagian inilah yang dimanfaatkan untuk mengawetkan bahan makanan atau untuk mendinginkan ruangan. Kemudian uap rifregean akan dihisap oleh kompresor dan demikian seterusnya proses-proses tersebut berulang kembali.

Gambar 6. Siklus Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana

C. Rangkuman

Seperti diketahui bahwa zat mempunyai tiga tingkat wujud : pada (solid) cair (liquid) dan gas (gas) tingkat wjud zat ini tergantung pada tempartur, tekanan dan energi panas yang dikandungnya

Kalor (Heat) tidak sama dengan suhu, jadi kalor adalah energy yang diterima oleh benda, sehingga suhu benda atau wujudnya berubah dan jika kalor dilepas suhu benda akan turun, jika kalor ditambah pada suatu benda maka penggerakan molekul melokulnya bertambah cepat, keadaan ini dapat dilihat dengan naiknya suhu pada thermometer dan apabila kalor dilepas ( didinginkan ) jumlah molekul yang bergerak makin berkurang dan lambat.

Kalor adalah suatu bentuk energy yang tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan tetapi dapat dipindahkan, yang dinamakan satu kilo kalori yaitu jumlah kalor yang diperlukan untuk memanaskan ( mendinginkan 1 kg air sampai suhunya naik ( turun ) 1C sedangkan 1 BTU adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk memanaskan / mendinginkan 1 pound air sampai suhunya naik ( turun ) 1F

- Kalor dalam system pendingin ada dua macam, yaitu :

1. Kalor latent adalah kalor yang diperlukan untuk merubah phasa air menjadi uap atau sebaliknya pada tanpa merubah suhu

2. Kalor sensible adalah kalor yang menyebabkan naiknya suatu zat kalor sensible dapat diukur dengan satuan ( joule, kalori, BTU )

-Konfersi Satuan kalor :

1 kkal= 4187 joule = 4, 187 kjoule

1 kkal = 3, 968 BTU

1 kkal= 1000 kal ( kalori )

1 kjoule= 3, 968 BTU/hr

1 BTU/ hr = 0, 252 kkal/jam

Prinsip terjadinya suatu pendinginan di dalam sistem refrigerasi adalah penyerapan kalor oleh suatu zat pendingin yang dinamakan refrigeran. Karena kalor yang berada disekeliling refrigeran diserap, akibatnya refrigeran akan menguap, sehingga temperatur di sekitar refrigeran akan bertambah dingin.

D. Tes Formatif 1

1.Jelaskan defenisi suhu?

2.Sebutkan skala yang sangat umum digunakan untuk mengukur temperature?

3.Jelaskan titik cair es dan titik didih air pada tekanan atmosfir dengan menggunakan skala termometer celcius?

4.Berapa derajat celcius 60oF?

5.Berapa derajat fahrenheitkah -20 oC?

6.Pada temperature berapakah air membeku dan mendidih dalam skala Kelvin?

7.Sebutkanlah jenis-jenis termometer yang biasa digunakan dalam kehidupan sehari-hari?

8.Jelaskan defenisi kalor?

9.Jelaskan perbedaan kalor sensibel dan laten?

10.Apa yang dimaksud perpindahan kalor secara konduksi?

Jawaban

1. Suhu atau temperature adalah derajat panas atau dinginnya suatu benda.

2. Skala temperatur celcius dan skala temperatur fahrenheit

3. Pada skala termometer celcius, temperatur/suhu titik cair es adalah 0oC dan titik didih air pada tekanan atmosfir adalah 100oC.

4. Tc = 5/9 (tf 32)

= 5/9 (60 32)

= 15,55 Oc

5. Tf = 9/5 tc + 32

= 9/5 (-20) + 32

= -4 oF

6. Titik beku air 2730K dan 3730K

7. Termometer raksa dan alcohol

8. Bentuk energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah

9. Kalor sensibel enthapy/panasnya berubah tetapi wujud zatnya tetap.

Kalor laten entalpy/panasnya konstan tetapi wujud zatnya berubah.

10. Perpindahan melalui zat tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut

KEGIATAN BELAJAR II

MENGIDENTIFIKASI BERBAGAI JENIS REFRIJERAN

A. Tujuan Kegiatan Pembelajaran

Setelah siswa mempelajari dan memahami berbagai jenis refijeran siswa dapat :

1. Mengidentifikasi jenis-jenis refrigerant

2. Menjelaskan sifat-sifat refrijeran

3. Menjelaskan klasifikasi refrigerant

4. Menjelaskan Refrigeran Alternatif

B. Uraian Materi

2.1 Refrigeran

Proses pendinginan atau refrigerasi pada hakekatnya merupakan proses pemindahan energi panas yang terkandung di dalam ruangan tersebut. Sesuai dengan hukum kekekalan energi maka kita tidak dapat menghilangkan energi tetapi hanya dapat memindahkannya dari satu substansi ke substansi lainnya. Untuk keperluan pemindahan energy panas ruang, dibutuhkan suatu fluida penukar kalor.

Refrigeran adalah fluida kerja yang digunakan pada sistem pendingin. Fluida tersebut dapat berubah wujud dari fasa cair ke fasa gas dengan cara menyerap kalor dan berubah wujud dari fasa gas ke fasa cair dengan cara melepas kalor.

Secara International, refrigeran diidentifikasi dengan huruf R, diikuti dengan suatu urutan angka yang menunjukkan komposisi dari refrigeran. Untuk Refrigeran Halokarbon jenuh :

Cm Hn Fp Clq

dimana m, n, p, q memenuhi persamaan : (n+p+q)=2(m+1), dan refrigerannya disebut :

R(m-1)(n+1)(p)

Contoh :

Dikhlorotetrafluoro ethana mempunyai rumus kimia C2F4Cl2, akan mempunyai nama refrigeran sebagai R(2-1)(0+1)(4) atau R214. Refrigeran yang mengandung atom Brom ditandai dengan menambahkan huruf B dibelakang angka disertai angka yang menyatakan jumlah atom Khlor yang diganti oleh atom Brom. Contoh R13B1 merupakan derivat (turunan) dari R13 dengan mengganti satu atom Khlor dengan satu atom Brom, sehingga rumus kimianya CF3Br.

C2F4Cl2 akan bernama R(2-1)(0+1)(4) atau R214

C Cl3F akan bernama R(1-1)(0+1)(1) atau R11

C Cl2F2 akan bernama R(1-1)(0+1)(2) atau R12

C H Cl F2 akan bernama R(1-1)(1+1)(2) atau R22

Untuk memilih refrigeran haruslah diperhatikan hal-hal berikut :

Thermodinamika

Titik Didih Normal

Tekanan Persyaratan Kondensasi Dan Tekanan Evaporasi

Temperatur Dan Tekanan Kritis

Titik Beku

Volume Uap Saat Masuk Kompresor

Cop Dan Daya Per Tr

Persyaratan Kimia

Refrigeran yang digunakan pertama kali adalah ether, dipakai oleh Perkins untuk mesin kompresi uap tangan. Kemudia dipakai ethil khlorida (C2H5Cl) yang kemudian pula diganti dengan ammonia pada tahun 1875. Hampir pada waktu yang bersamaan dipakai belerang oksida (SO2) pada tahun 1874, methil khlorida (CH3Cl) pada tahun 1878, dan karbon dioksida (CO2) pada 1881, juga ditemukan pernah dipakai sebagai refrigeran. Semenjak 1910-30-an, banyak refrigeran seperti N2O2, CH4, C2H6, C2H4, C3H8, dipakai sebagai refrigeran. Hidrokarbon yang tidak mudah terbakar seperti dikloromethana (CH2Cl2), didikholoroethilene (C2H2Cl2) dan monobromoethana (CH3Br) juga digunakan untuk mesin refrijerasi dengan pompa sentrifugal.

Dengan komposisi atom fluor, chlor, dan terkadang bromida, freon membentuk refrigeran dengan range titik didih yang lebar pada tekanan sekitar 1 atm (disebut sebagai normal boiling point= titik didih normal atau temperatur jenuh pada tekanan satu atmosfir), sehingga memenuhi berbagai kebutuhan temperatur kerja yang berbeda untuk berbagai mesin refrijerasi. Jumlah fluor menunjukan ketidak beracunan dari refrigeran.

2.1 Syarat-syarat Refrigerant

Untuk keperluan mesin refrigerasi maka refrigeran harus memenuhi persyaratan tertentu agar diperoleh performa mesin refrigerasi yang efisien. Disamping itu refrigeran juga tidak beracun dan tidak mudah terbakar. Oleh karena itu, pada masa lalu pemilihan refrigeran hanya didasarkan atas sifat fisik, sifat kimiawi dan sifat thermodinamik. Sifat-sifat tersebut dapat memenuhi persyaratan refrigerant, yaitu :

1. Tidak beracun, tidak berwarna, tidak berbau dalam semua keadaan.

2. Tidak dapat terbakar atau meledak sendiri, juga bila bercampur dengan udara, minyak pelumas dan sebagainya.

3. Tidak korosif terhadap logam yang banyak dipakai pada sistem refrigerasi dan air conditiioning.

4. Dapat bercampur dengan minyak pelumas kompresor, tetapi tidak mempengaruhi atau merusak minyak pelumas tersebut.

5. Mempunyai struktur kimia yang stabil, tidak boleh terurai setiap kali di mampatkan, diembunkan dan diuapkan.

6. Mempunyai titik didih yang rendah. Harus lebih rendah daripada suhu evaporator yang direncanakan.

7. Mempunyai tekanan kondensasi yang rendah. Tekanan kondensasi yang tinggi memerlukan kompresor yang besar dan kuat, juga pipanya harus kuat dan kemungkinan bocor besar.

8. Mempunyai tekanan penguapan yang sedikit lebih tinggi dari 1 atmosfir. Apabila terjadi kebocoran, udara luar tidak dapat masuk ke dalam sistem.

9. Mempunyai kalor laten uap yang besar, agar jumlah panas yang diambil oleh evaporator dari ruangan jadi besar.

10. Apabila terjadi kebocoran mudah diketahui dengan alat-alat yang sederhana.

11. Harganya murah.

2.2 Refrigeran Ramah Lingkungan

Diantara berbagai jenis refrijeran yang ada, jenis yang paling terkenal adalah refrigeran yang dikenal dengan nama CFC ( klorofluorokarbon) yang ditemukan oleh seorang peneliti berkebangsaan Amerika yang bernama Thomas Midgely dari General Motor pada tahun 1928. Pada awalnya CFC tersebut digunakan sebagai bahan pendingin generator sebagai pengganti amonia. Tetapi pada tahap berikutnya digunakan sebagai refrigeran. Sebagai refrijeran CFC merupakan bahan kimia yang unik dan ajaib. Karena disamping mempunyai sifat thermodinamik yang bagus juga tidak beracun dan tidak mudah terbakar. Oleh karena itu pemakaian CFC lebih menguntungkan dibandingkan dengan jenis lainnya. Tetapi setelah mengabdi pada kehidupan manusia selama lebih setengah abad, CFC harus menerima kenyataan dihapuskan dari peredarannya karena terbukti tidak ramah lingkungan yakni merusak lapisan ozon di stratosfir dan mempunyai kontribusi tinggi terhadap efek pemanasan global.

Kebutuhan akan sumber-sumber alam yang ramah lingkungan sekaligus efisiensi energi pada saat ini mendorong berbagai pihak untuk mencari alternatif dalam bidang konversi energi. Hal ini juga dipengaruhi oleh makin berkembangnya permasalahan lingkungan saat ini diantaranya isu pemanasan global (Global Warming), penipisan lapisan ozon (Ozon Depleting) dan pemborosan energi yang menjadi fokus dari permasalahan lingkungan.

Bahan pendingin sintetik yang juga turut menyumbang dalam permasalahan-permasalahan lingkungan tersebut dinilai sudah tidak layak dipergunakan lagi dalam kehidupan manusia. Sehingga perlu adanya suatu penggantian bagi bahan tersebut. Hydrocarbon refrigerant atau natural refrigerant saat ini dinilai sebagai alternatif terbaik bagi solusi untuk permasalahan bahan pendingin tersebut. Dengan kandungan pencampuran antara propane dan butane yang sesuai hydrocarbon memiliki berbagai macam keunggulan sebagai drop-in-subtitute yang kompatibel dengan semua jenis sistem pendingin yang ada saat ini.

Kelebihan lain yang dimiliki oleh hydrocarbon refrigerant adalah sifat termodinamika-nya yang mampu menciptakan efisiensi energi secara luar biasa yang tidak dimiliki oleh refrigerant sintetik dan kemampuannya untuk menggantikan volume refrigerant sintetik dengan jumlah yang lebih sedikit sehingga menciptakan efisiensi dalam instalasi serta tentunya ramah lingkungan yang dikarenakan tidak berdampak negatif bagi lapisan ozon atmosfir maupun pemanasan global.

Hingga saat ini dukungan peraturan internasional yang telah diratifikasi oleh banyak negara di dunia yang melarang dan membatasi penggunaan bahan pendingin sintetik kelompok CFC, HCFC dan HFC adalah :

1. Konvensi Wina

2. Montreal Protokol

3. Kyoto Protokol

Indonesia turut meratifikasi peraturan internasional untuk melarang dan membatasi penggunaan bahan pendingin sintetik kelompok CFC, HCFC dan sejak tahun 1992

2.3 Beberapa Merek Refrigeran dan Kode Warna Tabung

Refrigeran dibuat oleh beberapa negara dari beberapa perusahaan dengan memakai merek/nama dagang mereka masing-masing. Bahan pendingin disimpan didalam tabung atau silinder dan drum. Untuk menggetahui isinya, tabung-tabung tersebut diberi warna, keterangan pada tabung dan label. Jika kita masih ragu-ragu dengan isinya, tekanannya diukur dan temperatur ruang dibaca pada termometer.

Kemudian kedua hasilnya kita cari/cocokan dalam tabel/grafik : antara hubungan temperatur dan tekanan berbagai refrigeran sehingga kita dapat mengetahui macam refrigeran yang mempunyai temperatur dan tekanan tersebut.

Tabel 2. Merek Refrigeran dan Asal Pabrik Pembuat

NAMA

PABRIK

NEGARA

Freon

E.I. du Pont de Nemours & Co.

USA

Genetron

Allied Chemical Corp

USA

Frigen

Hoechst AG

Jerbar

Arcton

Imperial chemical industr. Ltd.

Inggris

Asahi Fron

Asahi Glass co., Ltd.

Jepang

Forane

Pasific Chemical Industr. Pty.

Australia

Daiflon

Osaka Kinzoku Kogyo Co., Ltd

Jepang

Ucon

Union carbide chemicals corp.

USA

Isotron

Pennsylvania Salt Manuf. Co.

USA

Tabel 3. Warna tabung refrigeran dari du Pont sebagai berikut :

REFRIGERAN

WARNA TABUNG

R-11

Jingga

R-12

Putih

R-13

Biru muda dengan strip biru tua

R-22

Hijau

R-113

Ungu tua

R-114

Biru tua

R-500

Kuning

R-502

Ungu muda

R-503

Biru hijau

R-717

Perak

R-764

Hitam

2.4 Penanganan Refrigeran

Bahan pendingin cair dengan titik penguapan dibawah 0 C, jika mengenai tubuh kita dapat membekukan kulit (frostbite) yang terkena. Kita hurus memakai sarung tangan dan pakaian pelindung. Mata harus dilindungi dengan kaca mata. Apabila tubuh kita terkena bahan pendingin cair dan terjadi pembekuan kulit, segera hangatkan yang membeku sampai temperaturnya menjadi sama dengan temperatur badan kita. Tangan dapat dijepit disela-sela badan (misal ketiak/ketek) atau direndam dalam air hangat. Apabila terkena mata, mata harus disiram terus menerus dengan air dan segera pergi ke dokter. Bahan pendingin dengan titik didih dibawah temperatur ruang (27 - 34 C), jika mengenai tubuh akan segera menguap, dapat melarutkan lemak pelindung kulit tubuh kita. Apabila kulit kita sering terkena bahan pendingin tersebut, dapat terkikis menjadi kering. Untuk melindungi tubuh kita, pakailah selalu sarung tangan dan kaca mata.

3 Jenis-Jenis Refrigerant

Gambar 7. Jenis jenis Refrigeran

3.1 Refrigerant -22, CHDIF2 Chloro Difluoro Methane

Biasa dipakai pada kompresor torak Ratari dan sentrifugal. Pemakaian terutama untuk AC yang sedang dan kecil, juga dipakai untuk freezer cold storege, display case dan banyak lagi pemakaian pada temperatur sedang dan rendah. R-22 mempunyai NBP (Normal Boiling Point) atau Titik didih pada 1 atm adalah sebesar -14,4 F (-40,8 C). Mula-mula diperkenalkan tahun 1936. Dikembangkan untuk pemakaian pada temperatur rendah, lalu kemudian banyak dipakai pada packaged air conditioning. R-22 mempunyai tekanan dan temperatur kerja yang lebih tinggi daripada udara ukurannya harus disesuaikan jangan terlalu kecil, maka bentuk kompresor juga kecil sehingga dapat ditempatkan dalam ruang yang terbatas. Ini adalah keuntungan dari R-22, maka sangat sesuai untuk dipakai pada packged room air, conditioner. Keuntungan R-22 terhadap R-12 :

1. Untuk pengerakan torak yang sama kapasitasnya 60% lebih besar.

2. Untuk kapasitas yang sama bentuk kompresor lebih kecil pipa-pipa yang dipakai juga lebih kecil.

3. Pada temperatur di evaporator antara -30 s/d -40 C, tekanan R-22 lebih dari 1 atm, sedangkan tekanan R-12 harus lebih kecil dari l atm.

R-22 tidak koresif terhadap logam yang banyak dipakai pada sistem refrigerasi dan air conditioning seperti : besi, tembaga, alumunium, kuningan, baja tak berkarat, timah solder. Minyak pelumas dan R-22 pada bagian tekanan tinggi dapat bercampur dengan baik tetapi pada bagian tekanan rendah, terutama dievaporator minyak lalu memisah, karena refrigeran akan menguap sedangkan minyak tidak ikut menguap. Pada pemakaian temperatur rendah, harus ditambahkan pemisah minyak (oil separator) untuk mengembalikan minyak pelumas ke kompresor. Pada evaporator yang direncanakan dengan baik, tidak akan terjadi kesukaran untuk mengembalikan minyak pelumas dari evaporator ke kompresor. R-22 mempunyai kemampuan menyerap air tiga kali lebih besar daripada R-12. Jarang sekali terjadi pembentukan air di evaporator pada sistem yang memakai R-22. Ini sebetulnya bukan merupakan keuntungan, karena didalam sistem harus bersih dari uap. Kebocoran R-22 dapat dicari dengan halide leak detector, air sabun dan lain-lain.

3.2 Refrigerant -502, C2C1F2/CC1F2-CF3 Azeotrope

Biasa dipakai untuk kompresor Torak dengan satu atau dua tingkat. Dipakai untuk sistem dengan evaporator bertemperatur rendah, untuk mengantikan R-22 tetapi juga dipakai pada temperatur sedang. R-502 mempunyai NBP sebesar -49,8 F (-45,4 oC). R-502 adalah suatu campuran azeotrope dari R-115 (51,2% berat) dan R-22 (48,8% berat ). R-502 mula-mula dipakai pada tahun 1961. Seperti bahan pendingin dari golongan fluorocarbon yang lain R-502 tidak beracun, tidak dapat terbakar dan tidak korosif. F-502 mempunyai banyak sifat unggul dari R-12 dan R-22, antara lain dapat memberikan kapasitas yang sama kepada sistem seperti dengan R-22 sedangkan temperatur kondensasinya sama dengan sistem yang memakai R-12. keunggulan R-502 terhadap R-22 :

1. Kapasitasnya 15-25% lebih besar, pada pemakaian temperatur-18 C dan lebih rendah.

2. Kompresor akan bekerja dengan temperatur yang lebih sehingga dapat memperpanjang daya tahan katup dan lain-lain bagian dari kompresor.

3. Kepala silinder dari kompresor yang tidak perlu didinginkan dengan air karena temperaturnya sama dengan komprtesor yang memakai R-12 sedangkan biasanya diperlukan pada R-22.

4. Temperatur motor dan minyak pelumas tetap rendah, sehingga minyak pelumas kompresor tetap dapat memberikan pelumas yang baik karena kekentalannya tetap tidak berubah.

Pada temperatur -18 C, R-502 dapat menyerap air 15 kali lebih banyak air daripada R-12, yaitu 12 ppm (past per million) dari berat jika R-502 bercampur dengan air, harus diperhatikan agar tidak berhubungan dengan : seng, magnesium, alumunium yang mengandung lebih dari 2% magnesium, timah solder dan timah untuk penahan kebocoran pada sil (rotasi seal) dari proses engkol, Bahkan plastik yang dapat dipakai dengan R-22 juga dapat dipakai oleh R-502 misalnya untuk mengikat kumparan motor listrik di dalam kompresor hermetik. R-502 dapat bercampur dengan baik dengan minyak pelumas pada temperatur diatas bahan 82 oC, tetapi dibawah 25 oC minyak akan memisah dan mengapung diatas bahan pendingin cair. Sifat ini menyebabkan minyak pelumas dapat ikut ke kondensor di evaporator minyak pelumas tersebut memindah dari pendingin. harus diberi alat khusus seperti minyak (oil seperator) untuk mengembali minyak pelumas kompresor. Kebocoran dapat dicari dengan halide leak detector, electronic leak detector, air sabun dan lain-lain.

3.3 Amonia R - 717. NH3

Kompresor untuk refrigerant ini biasanya kompresor jenis torak, banyak dipakai untuk industri, terutama pabrik es yang besar dan sistem absorpsi. Titik didih -33,3 C pada 1 atmosfir. Tekanan penguapan 19,6 psig pada 50 F (-50 C). Kalor laten uap 589,3 Btu/Ib pada titik didihnya. Kalor laten tersebut sangat besar dan merupakan yang terbesar dari pendingin yang lain. Amonia walaupun telah sajak lama dipakai, masih merupakan satu-satunya bahan pendingin selain fluorocarbon yang tetap dipakai hingga saat ini. Terdiri dari sebuah nitrogen dan tiga unsur hidrogen. Harganya murah, efesiensinya tinggi, mempunyai kalor laten uap yang terbesar daripada bahan pendingin yang lain. Amonia dalam keadaan biasa berwujuk gas yang tidak berwarna, tetapi mudah terbakar , dapat meledak dan sangat beracun . R-717 mudah terbakar, meledak jika bercampur dengan udara dalam perbandingan tertentu antara 13-27% dari volume dan akan lebih berbahaya lagi jika bercampur dengan oksigen. Amonia sangat beracun dan mempunyai bau yang sangat merangsang hidung dan tenggorokan. Amonia tidak dibenarkan dipakai untuk air condotioning untuk hotel, bioskop atau tempat umum yang banyak orangnya. Jika dalam hal ini kita harus memakai amonia sebagai bahan pendingin, maka kita harus memakai amonia secara tidak langsung dengan melalui air atau air garam yang lebih dahulu didinginka. Ruang untuk kompresor harus dibuat khusus dan terpisah.

Amonia yang murni tidak korosif terhadap logam yang dipakai pada sistem refrigerasi. Amonia yang bercampur dengan air akan menjadi korosif terhadap logam non-ferro, terutama tembaga,kuningan, seng dan timah. Janganlah memakai logam-logam tersebut pada sistem dengan amonia. Amonia walaupun mengandung banyak air, tetapi tidak bereaksi dengan besi dan baja. Amonia lebih ringan daripada minyak pelumas kompresor. Juga tidak dapat larut ke dalam minyak pelumas tersebut, maka tidak dapat menyerap minyak dari tempat minyak kompresor. Karena sukar mengembalikan minyak pelumas dari evaporator, kita harus menambahkan pemisah minyak (oil separator) pada saluran tekan dari kompresor. Keluar dielektrik dari amonia rendah, tidak dapat dipakai dengan kompresor hermetik yang berhubungan langsung dengan alat-alat listrik. R-1717 dapat mudah larut dalam air. Pada suhu 0 C, 1 volume air dapat menyeraf 1,148 V amonia . Tabung amonia dan sistem yang memakai amonia harus dibuat dari tabung besi atau baja kuat. Kondensornya harus didinginkan dengan air. Gas amonia lebih ringan dari udara. Jika terjadi kebocoran amonia, kita lebih aman merebahkan diri dilantai daripada berdiri. Kebocoran pada sistem dengan amonia dapat diketahui dari baunya yang sangat merangsang hidung dan tenggorokan. Kebocoran yang kecil dapat dicari dengan batang belerang (sulfur stick). Jika ada gas amonia yang bocor, belerang dapat mengeluarkan asap putih yang tebal. Kebocoran dapat juga dicari dengan memakai air sabun yang kental. dioleskan pada sekeliling sambungan pipa. Jika ada gas yang bocor akan terjadi gelembung-gelembung dari air tersebut.

3.4 Carbon Dioxide, R-744, C02

Kompresor yang paling banyak digunakan adalah jenis torak. Sistem ini biasa dipakai untuk refrigerasi dan air conditioning yang besar, dimana faktor keamanan diutamakan. Pada 1 atmosfir titik didih -79 C dan titik beku -57 C, pada suhu tersebut dan tekanan 1 atmosfir, C02 sudah berwujud padat. Tekanan penguapan 317,5 psig pada 5 F dan tekanan kondensasi 1031 psig pada 86 F. Tekanan ini sangat tinggi, maka harus menggunakan kompresor yang kuat, begitu juga pipa-pipa harus kuat pula. Kalor laten uap 116 Btu/Ib pada 5 F.

R-744 merupakan bahan pendingin yang mula-mula dipakai pada tahun 1884 dengan kompresor torak untuk refrigerasi C02 tidak berwarna, tidak berbau, tidak beracun, tidak dapat terbakar atau meledak dan tidak korosif. Karena sifatnya yang aman ini, maka dahulu R-744 banyak dipakai dikapal laut. Juga untuk air conditioning di Hotel. RS. bioskop dll. C02 lebih berat daripada udara. Suhu kritis C02 : 31 C, maka kondensornya tidak dapat didinginkan dengan C02 adalah tekanan kondensi yang sangat tinggi dan daya kedua yang diperlukan tiap ton hampir dua kali yang diperlukan oleh bahan pendingin lain. Pada saat ini C02 tidak dipakai lagi, hanya masih dapat ditemukan pada mesin yang tua. Sekarang C02 hanya untuk suhu yang sangat rendah, terutama untuk pembuatan C02 padat (dry ice). R-744 tidak dapat bercampur dengan minyak pelumas kompresor, maka tidak dapat mengambil minyak pelunas kompresor. R-744 juga seperti amonia lebih ringan dari pada minyak kompresor. Kebocoran dapat dicari dengan air sabun.

3.5 Sulfur Dioxide, R-764, S02

Refrigeran ini banyak dipakai untuk kompresor torak dengan satu atau dua tingkat. Refrigerant ini diapai khusus dibuat untuk evaporator dengan suhu rendah, untuk menggantikan R-22 tetapi juga dapat dipakai pada suhu sedang. Titik didih -10 C pada 1 atmosfir. Tekanan penguapan 5,9 inch Hg vskum pada 5 F dan tekanan kondensasi 51,8 psig pada 86 F. Tekanan kondensasi ini sangat rendah, maka dapat dipakai dengan kompresor torak yang direncanakan pada waktu itu. Kalor uap 172,3 Btu/Ib pada 5 F. S02 dibuat dari pembakaran belerang, dalam wujud gas dan air tidak berwarna,

tetapi sangat beracun. Tidak dapat terbakar dan tidak dapat meledak. R-764 sebagai bahan pendingin sekarang sudah tidak dipakai lagi. hanya masih dapat ditemukan pada mesin-mesin yang sudah tua. R-764 mula-mula diganti oleh Methyl Chloride yang lebih aman, kemudian diganti lagi oleh bahan pendingin golongan fluorocarbon yang lebih baik sampai saat ini. Seperti bahan pendingin yang lain R-764 dalam keadaan murni, tidak korosif terhadap logam-logam yang dipakai pada sistem refrigerasi. Apabila bercampur dengan air, So2 dapat membentuk H2So3 dan H2SO4. Kedua asam ini sangat korosif terhadap logam.

R-764 tidak dapat bercampur dengan minyak pelumas. Saluran isap harus dibuat miring kompresor. Di dalam pipa buntu saluran hisap tersebut. Beberapa dengan ammonia dan carbon dioxide. S02 cair lebih berat daripada minyak pelumas kompresor, sehingga minyak pelumas akan mengapung diatas bahan pendingin tersebut. Sipaf ini memudahkan minyak pelumas dialirkan kembali ke kompresor. Ini merupakan keuntungan dari S02. Kebocoran So2 selain dapat diketahui dari baunya yang sangat pedas dan tajam, juga dapat dicari dengan memakai kain lap yang dicelupkan cairan, jika ada kebocoran akan mengeluarkan asap putih yang tebal.

3.6 Methylchloride, R-40, CH3CL

Kompresor : Torak dan Rotari Pemakaian : Dahulu banyak dipakai untuk lemari es. Titik didih -23,7C pada 1 atmosfir. Tekanan penguap 6,5 psig pada 5 F dan tekanan kodensasi 80 psig pada 86 F. lakor laten uap 180,6 Btu.lb pada 5 F. Walaupun Methylchride termasuk tidak beracun , tetapi pada konsentrasi (kadar) yang tinggi dapat memabukan, orang. R-40 dapat terbakan dan meledak jika bercampur dengan udara pada konsentrasi 8-17% dari volume. Sekarang R-40 dapat bercampur dengan minyak pelumas kompresor. Kebocoran dapat dicari air sabun yang dioleskan atau dilumaskan pada sambungan pipa. Jika memakai halida leak detector harus berhatri-hati, karena Mthyl choride sedang terbakan berbahanya. Ruang dimana kebocoran dapat dicari harus mempunyai cukup ventilasi udara. Bahan pendingin Golongan Halogen, bahan pendingin golongan fluorocarbon atau halogen banyak sekali macamnya. Bahan pendingin halogen yaitu yang mengandung unsur : Fluorine, cholorine, iodine dan bromine. Bahan pendingin tersebut diantaranya yang banyak dipakai.

3.7 Refrigerant R-11, CC13F Trichloro Monofluora Methane

Kompresor : Sentrifugal yang besar sampai 100 ton lebih Pemakaian : (0 s/d 20 C) termasuk pada air conditioning yang beasr dari 200- 2000 ton untuk : kantor hotel, pabrik dll. Juga sebagai peembersih dan aerosol.

Titik didih 23,8C pada 1 atmosfir, titik didih ini tinggi, maka tidak dapat dipakai untuk mendinginkan ruangan di bawah 23,8C. Tekanan penguapan 24 inc Hg vakum pada 5 F dan tekanan kondensasi hanya 3,5 psig pada 86. Tekanan kondensasi ini rendah sekali. maka R-11 hanya dapat dipakai untuk kompresor sentrifugal. kalor laten uap 78,3 Bt/ib

pada titik didih. R-11 juga disebut golongan fluorocarbon yang lain, sangat stabil, tidak beracun, tidak korosif, tidak dapat terbakar atau meledak. R-11 dapat melarutkan karet alam, tetapi tidak bereaksi dengan karet sintetis yang dipakai sebagai gasket. R-11 juga dipakai sebagai bahan peniup (blowing agent) dalam pembuatan polystyrene, polyurethane yang keras mupun lunak. R-11 adalah bahan isolator yang baik dan sifat isalator ini masih ada busa dari polyurethane tersebut. R-11 mempunyai kekuatan dielektronika yang besar. R-11 juga sering dipakai sebagai bahan pembersih (cleaning solvents) atau flushing agent. Utuk membersihkan bagian dalam dari sistem yang banyak airnya dan lain-lain. R-11 untuk aerosol sering dicampur dengan r-12. untuk menaikan tekanan R-11 tersebut. Kebocoran dapat dicari dengan halide leak detector atau electronic leak detector.

3.8 Refrigerant-12, CC12F2 Dchloro Difluoro Methane

Kompresor : Torak, Rotari dan sentrifugal Pemakaian : (-40 s/d +10C) sangat luas dari lemari es, ice cream cabinet, water cooler sampai pada refigerasi dan air conditioning yang beasr. R-12 juga merupakan bahan pendingin yang. Titik didh -21,6F, (-29,8C) pada 1 atmosfir. Tekanan penguapan 11,8 psig pada 5 F (15 C) dan tekanan kondensasi 93,3 psig pada 86 F (30 C). kalor laten uap 71,74 Btu/ib pada titik didih. R-12 adalah bahan pendingin yang paling banyak dipakai untuk lemari es, baik dengan kompresor torak maupun rotari. Telah diselidiki dan dikembangkan di USA sejak tahun 1931 dan pada tahun 1940 telah hampir dipakai pada semua lemari es saat ini. Bahan pendingin R-12 sangat aman, tidak korosif, tidak beracun, tidak terbakar atau meledak dalam bentuk cair maupun gas, juga bila beracun dengan udara. R-12 tidak berwarna bahkan transparan (tembus cahaya), tidak berbau dan tidak ada rasanya pada konsentrasi di bawah 20% dari volume R-12 tidak berbahaya bagi hewan atau tumbuhan dan tidak mempengaruhi bau, rasa atau wara air dari makanan yang disimpan didalamlemari es. R-12 akan tetap dipakai pada suhu tinggi, sedangkan dan rendah. Juga dapat dipakai untuk kegiatan komresor : kompresor torak dari 1/12-800 DK, kompresor rotari yang kecil dan kompresor setrifugar yang besar untuk air conditioning yang besar.

R-12 akan tetap setabil pada suhu kerja yang rendah maupun yang tinggi, tidak bereaksi dan tidak korosif terhadap logam yang banyak dipakai pada lemari es, seperti : Besi tuang, baja, alumunium, tembaga, kuningan, seng, timah solder. Jika bercampur dengan air pada suhu tinggi dapat menjadi korosif karena ada asam hologen yang terbentuk. Apabila kita memakai sistem dengan R-12 janganlah sampai ada air yang tertinggal dalam sistem R-12 sampai saat ini adalah bahan pendingin yang terbanyak dipakai , walaupun dalam kekalahan hal keunggulan. R-12 telah dikalahkan oleh R-22. Keunggulan Ro12 terhadap R-22 :

1. Tekanan kerja dan suka kerja lebih ringan.

2. Bercampur dengan minyak pelumas lebih baik dalam semua keadaan.

3. Harganya murah.

4. R-12 tidak melarutkan air, tetapi dapat melarutkan hydrocarbon. alkohol, ether, estr dan ketone, maka R-12 dapat dipakai sebagai bahan pembersih untuk zat tersebut. R-12 mempunyai kemampuan melarutkan yang sangat besar, maka kita harus hati-hati jika memakai bahan untuk paking, gasket, vernis dan beberapa macam isolasi di dalam kompresor hermetik

R-12 terhadap logam-logam yang mengandung magnesium atau alumunium yang mengandung lebih dari 2% magnesium harus dihindarkan. R-12 merusak karet alam, tetapi tidak bereaksi terhadap karet sintetis seperti : neoprene dan chloroprene. R-12 yang banyak dipakai sebagai penyemprot (propellant) yang bukan untuk makanan. Karena tekanan R-12 sangat tinggi umumnya dicampur dengan R-11 untuk menurunkan tekanan. Salah satu sifat yang khusus dari R-12 yaitu pada suhu 20-80 F, mempunyai suhu dalam derajat Fahrenheit dan tekanan dalam psig yang hampir sama besarnya. Dapat dilihat pada daftar suhu dan tekan bahan pendingin R-12. Misalnya R-12 70 F mempunyai tekanan 70,1 psig. R-12 mempunyai kekuyatan dielektrik yang besar, hampir sama dengan -13, maka dapat dipakai untuk kompresor hermetik tanpa menimbulkan bahaya atau kesukaran.

Kelebihan R-12 yang dapat bercampur dengan minyak pelumas dalam semua keadaan tidak saja mempergunakan mengalirkan minyak pelumas kembali ke kompresor, tetapi juga dapat menaikan efesiensi dan kapasitas sistem. Evaporator dan kondensator akan bebas dari minyak pelumas yang dapat mengurangi kemampuan perpindahan darikedua alat tersebut. R-12 masih dapat bercampur dengan minyak pelumas sampai suhu -90 F (-68 C). Dibawah suhu tersebut minyak pelumas akan mulai memisah. Minyak pelumas lebih ringan dari pada bahan pendingin, maka minyak akan mengumpul pada bagian atas dari bahan pendingin, maka minyak akan mengumpul pada bagian atas dari bahan pendingin cair tersebut. R-12 apabila bercampur dengan api yang sedang terbakar atau pemanas listrik yang sedang bekerja, dapat membentuk suhu gas yang sangat beracun. Kebocoran dapat dicari dengan halide leak detector, electrinic leak detector, air sabun.

3.9 Refrigerant-13, CCIIF3 Chloro Trifluoro Methane

Kompresor : Torak pada sistem cacade Pemakaian : (-100 s/d -60 C) untuk suhu yang sangat rendah, dilaboratorium untuk pekerjaan yang khusus. Titik didih -114,6F (-18,4 C) pada 1 atmosfir. Tekanan penguapan 177,1 psig pada 5 F dan tekanan kondensasi 545,6 psig pada 84 F. Suhu kritis 84 F dan tekanan 1 atm, maka suhu kondensor tidak boleh melebihi 29 C. kalor laten uap 63,85 Btu/ib pada titik didih. R-13 dipakai pada tahun 1945. diketahui untuk pemakaian pada suhu sangat reendah sampai -100 C, biasanya pada tingkat terendah dari dua atau tiga tingkat sisten cascade dari 1/2 sampai 100 DK. R-13 dipakai untuk mengantikan R-22 atau R-502 pada pemakaian suhu yang sangat rendah. R-13 dipakai dengan kompresor torak, biasanya dalam sistem cascade yang kondensornya didinginkan oleh sistem lain dengan R-22 R-12 atau R-502. Pemakaian R-13 memerlukan pengawasan yang sangat cermat, karena pada suhu rendah tegangan penyusutan dari logam yang dipakai di evaporator sangat besar. Pelumasan tersebut sukar sekali dikembalikan ke kompresar. Kita harus memakai oil separator untuk mencegah pelumas mengalir ke evaporator. R-13 adalah bahan pendinginan yang aman. Kebocoran dapat dicari dengan halide leak detector, electronic detector dan lain-lain.

3.10 Refrigerant -113, C2C13F3 Trichloro Trifluoro Ethane

Kompresor : Setrifugal Pemakaian : (0 s/d 20 C) untuk AC yang kecil dan sedang. Juga banyak dipakai sebagai bahan pembersih (solvent). Titik didih 117,6 F (47,6 C) pada 1 atm. tekanan penguapan 27,9 inc vakum 5F tekanan sangat rendah dan masih dalam keadaan vakum. Kalor laten uap 63,12 Btu/Ib pada titik didih. Karena tekanan kerja yang sangat rendah dan pergerakan torak yang besar, maka R-113 hanya dapat dipakai dengan kompresor sntrifugal sampai empat tingkat atau lebih, terutama pada sistem air conditioning yang tidak terlalu besar. R-113 mempunyai kekuatan elektrik yang bresar, sama seperti R-11. Sering dipakai sebagai bahan pembersih (cleaning silbent). R-113 yang dicampur dengan lain bahan pembersih, seperti alkohol, acetone atao methylene. Freon TF dapat untuk membersihkan : minyak, gemuk dan lain-lain kotoran pada benda, tanpa membuat bahaya pada bagian logam atau plastik dari benda tersebut. Karena sifatnya yang stabil dan titik didih yang tinggi 47,6 C, maka freon TF mudah disimpan dan dapat dipakai berulang-ulang. Pada suhu rendah freon TF mudah disimpan dan dapat dipakai berulang-ulang. Pada suhu rendah freon silvent juga dapat dipakai untuk mengeringkan air pada bagian-bagian yang suhu dikeringkan. Dengan memasukkan freon solvent ke dalam satu komponen, misalnya evaporator. Air di dalam komponen tersebut dapat dikeringkan atau dilarutkan oleh solvent tersebut. Kebocoran dapat dicari dengan halide leak cetector atau electronic leak detactor, tetapi bahan pendingin di dalam sistem tekanannya dapat naik sampai 40 psig.

3.11 Refrigerant -114, 2C12F4 Trichloro Trifluoro Ethane

Kompresor : Rotari yang kecil pada lemari es untuk rumah tangga dan sentrifugal yang besar sampai 100 ton Pemakaian : (-20 s/d +20 0C) mula-mula dipakai pada lemari es dengan kompresor rotari, tetapi sekarang terutama dipihak pada kompresor sentrifugal yang besar untuk air conditioning. Titik didih 38,8 0F (3,8 0F) pada 1 atm. Tekanan penguapan 16,2 inc Hg vakum pada 5 F dan tekanan kondensasi 21,6 psig pada 86 F. Kalor laten uap 59 Btu/Ib pada titik didih. R-114 dipakai dengan kompresor sentrifugal untuk AC yang benar-benar. Juga dipakai dengan kompresor rotari untuk lemari es dan pendingin air (water cooler).

R-114 telah mulai dipakai pada tahun 1935. Merupakan bahan pendingin yang aman, sama seperti bahan pendingin yang lain dari golongan fluorocarbon. Tidak berwarna, tidak dapat meledak tidak korosif meskipun berhubungan dengan air. Pada aerosol R-114 dapat langsung dipakai atau dicampur dengan R-12, terutama dipakai dalam bidang kosmetik. R-114 sangat stabil, tidak ada baunya dan tidak memberikan efek sampingan jika dipakai dan mengenai kulit kita. R-114 dapat bercampur dengan minyak pelumas kompresor pada sisi tekanan tinggi, tetapi pada isi tekanan rendah, terutama dievaporator minyak pelumas memisah, sama seperti R-22. Kebocoran dapat dicari dengan halide leak ditector, electronic leak detector dan lain-lain.

3.12 Refrigerant -500, CC1C2F2/CH3 - CHF2 Azeotrope

Kompresor : Torak Pemakaian : Untuk memperbanyak model dan room AC yang kecil dan sedang, juga lemari es untuk daerah yang memakai listrik 50 hertz. Titik didih -28,3 F (-33,5 C) pada 1 atm. Tekanan penguapan 16,4 psig pada 5 F dan tekanan kondesasi 112,9 psig pada 86 F. Kalor laten uap 88,5 Btu/Ib pada titik didih. R-500 adalah suatu campuraan azeotrope dari R-12 (73,8% dari berat) dan R-152 A difluoro Ethane (26,2% dari berat). R-500 juga disebut carrene-7, pada umumnya hanya dipakai untuk mesin-mesin refrigerasi buatan Carrier. Seperti bahan pendingin golongan fluorocarbon yang lain, R-500 tidak dapat terbakar , tidak beracun dan stabil. R-500 mempunyai daya campur sama dengan R-12. Keuntungan R-500 terhadap R-12 :

1. Jika dipakai dengan mesi yang sama, dapat memberikan kapasitas 18% lebih besar

2. Dapat dipakai dari daerah 60 Hz dengan R-12 ke daerah 50 Hz dengan R-500 pada mesin yang sama akan memberikan kapasitas yang sama pula.

Pergerakan torak yang diperlukan lebih besar dari pada R-22 tetapi lebih kecil daripada R-12, Jika dipakai dengan mesin yang sama dan untuk tujuan yang sama, R-500 dapat memberikan 18% lebih besar daripada aR-12 suatu uni dengan R-12 yang kapasitasnya hendak dinaikan 18%, kita dapat mengusahakan dengan hanya menukar bahan pendingin saja dengan R-500.

Jumlah putaran motor listrik berbanding lurus dengan besarnya frekwensi. Motor listrik 60 Hz yang bekerja didaerah 50 Hz, jumlah putaranya hanya tinggal 5/6 bagian danpergerakan toraknya juga berkurang 18 %. Kompresor hermetik 60 Hz dengan R-12, akan memberikan kapasitas yang sama jika dipakai untuk daerah 50 Hz dengan R-50 daya listrik yang diperlukan juga hampir sama. R-50 mempunyai kemampuan menyerap air yang sangat besar. Apabila hendak diisi dengan R-500, sebelumnya sistem harus dibuat vakum dengan pompa vakum yang khusus, agar semua air dan uap dapat dikeluarkan. Selain itu sistem juga harus memakai pengering (drier) untuk menyerap sisa air yang masih tertinggal di dalam sistem. Mengisi sistem lemari es dengan R-500 tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah lebih tinggi. Kebocoran dapat dicari dengan halide leak detector, electronic leak deterctor, air sabun atau zat warna dan lain-lain.

3.13 Refrigerant -503, CHF/CC1F3 Azeotrope

Kompresor :Torak pada sistem cascade Pemakaian : (-87 s/d -90 C) untuk suhu sangat rendah dengan sistem cascade. Titik didih -127,6 F (-88,7 C) pada 1 atm. Suhu penguapan ini sangat rendah, lebih rendah dari R-13 maupun R-13 (CHF3). tekanan penguapan 249,3 psig pada 5 F suhu kritis 67,1 F (19,5 C) dan tekanan kritis 592,3 psig. kalor laten uap 77,15 Btu/Ib pada titik didih. R-503 adalah satuan campuran azeotrope dari R-13 (59,9% dari berat) dan R-23 (40,1% dari berat). R-503 mempunyai titik didih yang lebih rendah dan kapasitas yang lebih tinggi daripada R-13. R-503 hampir meyerupai ethylene, tetapi tidak mudah terbakar, bahan pendingin R-503 dipakai untuk suhu yang sangat rendah pada sistem cascade dengan R-12, R-22 atau R-502. Pada sistem cascade dipakai pada tingkat terendah. Sampai suhu 90 C). Pada suhu rendah R-503 mempunyai kemampuan untuk menyerap kemampuan untuk menyerap lebih banyak daripada bahan pendingin yang lain. Kita harus ingat bahwa pada suhu rendah memerlukan sistem-sistem yang betul-betul kering. Air yang tidak larut dengan bahan pendingin akan membeku menjadi es pada waktu melalui alat mengatur bahan pendingin dari sistem. Pada suhu rendah minyak pelumas tidak dapat ikut bersirkulasi dengan oil separator atau alat lain untuk mengembalikan minyak pelumas ke kompresor. Kebocoran dapat dicari dengan halide leak detector atau electrinic leak detector.

4. Klasifikasi Refrigeran

Menurut sifat penyerapan dan ekspansi panas yang dapat dilakukannya maka refrigeran dapat di bagi menjadi 2 kelasifikasi yaitu :

Refrigeran Kelas 1 :

Refrigeran yang termasuk dalam kelasifikasi ini adalah refrigeran yang dapat memberikan efek pendinginan dengan menyerap pansa laten dari substansi yang didinginkan. Refrigeran yang termasuk dalam kelas ini ada beberapa jenis yang diperlihatkan dalam tabel 4. Refrigeran ini banyak digunakan pada unit refrigerasi kompresi uap.

Refrigeran Kelas 2 :

Refrigeran yang termasuk dalam klasifikasi ini adalah refrigeran yang hanya dapat menyerap panas sensibel dari substansi yang didinginkannya. Yang termasuk dalam kelasifikasi ini antara lain : udara, cairan calsium klorida , cairan sodium klorida dan alkohol.

Tabel 4. Karakteristik Refrigeran Kelas 1

Jenis Refrigeran

Titik penguapan

Dalam oF

Panas laten

penguapan BTU/lb

sulfur Dioksida

14

172,3

Metil klorida

- 10,6

177,8

Ethil Klorida

55,6

177,0

amonia

-28,0

554,7

Carbon Dioksida

-110,5

116,0

Isobutan

10,0

173,5

CFC - 11

74,8

78,31

CFC - 12

-21,7

71,04

CFC - 13

-114,6

63,85

CFC - 21

48,0

104,15

HCFC - 22

-41,4

100,15

CFC - 113

117,6

63,12

CFC - 114

38,4

58,53

CFC - 115

-37,7

54,1

HCFC - 502

-50,1

76,46

Tabel 5. Karakteristik CFC, HFC dan HC Refrigeran

Jenis

Suhu

uap 0C

Tekanan Uap

Bar (550C)

Tekanan Uap

Bar (-250C)

Enthalpi

KJ/kg

CFC-12

- 29,8

13,7

1,24

120,9

HFC-134a

- 26,2

14,8

1,06

153

HCFC22

- 40,7

-

-

159,8

HC-600

- 0,5

5,6

0,36

306

HC-600a

- 11,7

7,8

0,59

209,6

HC-290

- 42,1

19,1

2,0

290

C. Rangkuman

Proses pendinginan atau refrigerasi pada hakekatnya merupakan proses pemindahan energi panas yang terkandung di dalam ruangan tersebut. Sesuai dengan hukum kekekalan energi maka kita tidak dapat menghilangkan energi tetapi hanya dapat memindahkannya dari satu substansi ke substansi lainnya. Untuk keperluan pemindahan energy panas ruang, dibutuhkan suatu fluida penukar kalor.

Refrigeran adalah fluida kerja yang digunakan pada sistem pendingin. Fluida tersebut dapat berubah wujud dari fasa cair ke fasa gas dengan cara menyerap kalor dan berubah wujud dari fasa gas ke fasa cair dengan cara melepas kalor.

Secara International, refrigeran diidentifikasi dengan huruf R, diikuti dengan suatu urutan angka yang menunjukkan komposisi dari refrigerant Pengertian Refrigeran

Contoh-contoh Refrigeran

CFC contoh R-12

HFC contoh R-134a

HIDROCARBON contoh propane

Syarat-syarat Refrigeran

Tidak beracun, tidak berwarna, tidak berbau dalam semua keadaan

Tidak dapat terbakar atau meledak sendiri, juga bila dicampur dengan udara, minyak pelumas dan sebagainya

Tidak korosif terhadap logam yang banyak dipakai pada sistem refrigerasi dan air conditioning

Dapat bercampur dengan minyak pelumas kompresor tetapi tidak mempengaruhi atau merusak minyak pelumas tersebut

Mempunyai struktur kimia yang stabil, tidak boleh terurai setiap kali dimampatkan, diembunkan dan diuapkan

Mempunyai titik didih yang rendah. Harus lebih rendah daripada suhu evaporator yang direncanakan

Mempunyai tekanan kondensasi yang rendah. Tekanan kondensasi yang tinggi memerlukan kompresor yang besar dan kuat, juga pipa-pipanya harus kuat dan kemungkinan bocor besar

Mempunyai kalor laten uap yang besar, agar jumlah panas yang diambil oleh evaporator dari ruangan jadi besar

Apabila terjadi kebocoran mudah diketahui dengan alat-alat yang sederhana

Harganya murah atau terjangkau

Macam-macam Refrigeran

R-11

R-1

R-134a

R-22

R-502

Hingga saat ini dukungan peraturan internasional yang telah diratifikasi oleh banyak negara di dunia yang melarang dan membatasi penggunaan bahan pendingin sintetik kelompok CFC, HCFC dan HFC adalah :

1. Konvensi Wina

2. Montreal Protokol

3. Kyoto Protokol

Karakteristik Dari Berbagai Refrigeran

Menurut sifat penyerapan dan ekspansi panas yang dapat dilakukannya maka refrigeran dapat di bagi menjadi 2 kelasifikasi yaitu : Refrigeran Kelas 1 dan Refrigeran Kelas 2 :

Keuntungan Dari Berbagai Macam Refrigeran Yang Umum Dipakai

Ammonia

Mempunyai panas laten yang tinggi

R-12

Bercampur dengan minyak pelumas

Tekanan kerja dan suhu kerja rendah

R-22

R-22 tidak korosif terhadap logam

R-22 menyerap air tiga kali lebih besar

R-502

1. Kapasitasnya 15-25 % lebih besar, pada pemakaian suhu -18 oc dan lebih rendah

2. Suhu motor dan minyak pelumas tetap rendah, sehingga minyak pelumas kompresor tetap dapat memberikan pelumasan dengan baik, karena kekentalannya tetap tidak berubah.

D. Tes Formatif 2

1. Jelaskan fungsi refrigerant pada system refrigerasi kompresi uap

2. Sebutkan 5 syarat refrigeran yang dapat digunakan dalam sistem refrigerasi?

3. Bagaimana cara menentukan/penamaan refrigerant

4. Tuliskan jenis refrigerant dan kode warna tabung yang digunakan

5. Apa yang dimaksud dengan NBP pada refrigerant, dan apa pentingnya

6. Sebutkan refrigerant alternative pengganti CFC atau HCFC, yang ramah lingkungan.

7. Sebutkan refrigeran yang termasuk dalam golongan CFC

Jawaban

1. Refrigeran adalah suatu zat yang berfungsi sebagai media pendingin dengan menyerap panas dari benda atau bahan lain sehingga mudah berubah wujudnya dari cair menjadi gas dan membuang panas ke benda atau bahan lain sehingga mudah berubah wujudnya dari gas menjadi cair.

2. Syarat refrigeran yang dapat digunakan dalam sistem refrigerasi

Tekanan penguapan harus cukup tinggi.

Refrigeran hendaknya stabil dan tidak bereaksi dengan material yang dipakai, jadi juga tidak menyebabkan korosi.

Refrigeran tidak boleh beracun dan berbau merangsang.

Refrigeran tidak boleh mudah terbakar dan mudah meledak.

Harganya Terjangkau dan mudah didapat

3. Secara internasional, refrigeran diidentifikasikan dengan nama Refrigerant atau R kemudian diikuti dengan suatu urutan angka yang menunjukkan komposisi dari refrigeran. Untuk refrigeran halokarbon jenuh, rumus kimianya : CmHnFpClq dimana besaran m, n, p, dan q akan memenuhi persamaan (n+p+q)=2(m+1) dan refrigerannya akan disebut sebagai : R(m-1)(n+1)(p)

4.

REFRIGERAN

WARNA TABUNG

R-11

Jingga

R-12

Putih

R-13

Biru muda dengan strip biru tua

R-22

Hijau

R-113

Ungu tua

R-114

Biru tua

R-500

Kuning

R-502

Ungu muda

R-503

Biru hijau

R-717

Perak

R-764

Hitam

5. NBP adalah Normal Boiling Point yaitu titik didih pada 1 atm, Semakin tinggi NBP-nya semakin banyak atom khlor, maka semakin banyak atom klor semakin tidak ramah lingkungan karena merusak lapisan ozon.namun jika NBP semakin rendah maka suhu yang dihasilkan akan semakin dingin.

6. Refrigerant alternative pengganti CFC atau HCFC, yang ramah lingkungan yaitu HFC (hidrofluorokarbon) dan HC (hidrokarbon) serta carbondioksida. Berdasarkan rekomendasi MMF terdapat HCFC-22( R22) dan HFC-134a (R134a) dan HC-600a

7. Refrigeran yang termasuk dalam golongan CFC : R11, R12, R113, R114, R115

BAB III

EVALUASI

Jawablah soal-soal di bawah ini dengan tepat!

1. Sebuah tangki yang mempunyai luas penampang alas 12 m2 diisi dengan air seberat 176.526 N. Hitunglah tekanan pada alat tangki tersebut?

2. Tekanan normal atmosfir pada permukaan air laut adalah .. atm

3. Tekanan terukur sebuah kondensor 850 kPa, hitunglah tekanan absolut.

4. Berapa derajat celcius 60oF

5. Berapa derajat Fahrenheit 60oC

6. Apa yang dimaksud perpindahan kalor secara konduksi?

7. Apa yang dimaksud kalor laten?

8. Apa yang dimaksud dengan kalor sensibel Jelaskan defenisi suhu? Suhu atau temperature adalah derajat panas atau dinginnya suatu benda

9. Jelaskan titik cair es dan titik didih air pada tekanan atmosfir dengan menggunakan skala termometer celcius.

10. Pada temperature berapakah air membeku dan mendidih dalam skala Kelvin

11. Komponen sistem refrigerasi yang digunakan untuk membuang panas refrigerant ke media pendinginan ialah

12. Kondisi refrigerant ketika melewati kompresor adalah

13. Wujud refrigerant setelah melewati kondensor adalah

14. Jelaskan fungsi refrigerant pada system refrigerasi kompresi uap

15. Sebutkan 5 syarat refrigeran yang dapat digunakan dalam sistem refrigerasi?

16. Bagaimana cara menentukan/penamaan refrigerant

17. Tuliskan jenis refrigerant dan kode warna tabung yang digunakan

18. Apa yang dimaksud dengan NBP pada refrigerant, dan apa pentingnya

19. Sebutkan refrigerant alternative pengganti CFC atau HCFC, yang ramah lingkungan.

20. Sebutkan refrigeran yang termasuk dalam golongan CFC

Jawaban

1. Penyelesaian

P =

P = =

23456 N/m atau Pascal

2. mm Hg = 133,32 Pa

3. P absolut = P terukur + P atmosfir

= 950 kPa + 100 kPa

= 950 kPa absolut

4. 15,56 oC

5. 140 oF

6. Perpindahan melalui zat tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut

7. Kalor latent adalah kalor yang diperlukan untuk merubah phasa air menjadi uap atau sebaliknya pada tanpa merubah suhu

8. Kalor sensible adalah kalor yang menyebabkan naiknya suatu zat kalor sensible dapat diukur dengan satuan ( joule, kalori, BTU )

9. Pada skala termometer celcius, temperatur/suhu titik cair es adalah 0oC dan titik didih air pada tekanan atmosfir adalah 100oC.

10. Titik beku air 2730K dan 3730K

11. Kondenser

12. Terjadi perubahan temperatur, tapi tekananya naik

13. Cair

14. Refrigeran adalah suatu zat yang berfungsi sebagai media pendingin dengan menyerap panas dari benda atau bahan lain sehingga mudah berubah wujudnya dari cair menjadi gas dan membuang panas ke benda atau bahan lain sehingga mudah berubah wujudnya dari gas menjadi cair.

15. Syarat refrigeran yang dapat digunakan dalam sistem refrigerasi

Tekanan penguapan harus cukup tinggi.

Refrigeran hendaknya stabil dan tidak bereaksi dengan material yang dipakai, jadi juga tidak menyebabkan korosi.

Refrigeran tidak boleh beracun dan berbau merangsang.

Refrigeran tidak boleh mudah terbakar dan mudah meledak.

Harganya Terjangkau dan mudah didapat

16. Secara internasional, refrigeran diidentifikasikan dengan nama Refrigerant atau R kemudian diikuti dengan suatu urutan angka yang menunjukkan komposisi dari refrigeran. Untuk refrigeran halokarbon jenuh, rumus kimianya : CmHnFpClq dimana besaran m, n, p, dan q akan memenuhi persamaan (n+p+q)=2(m+1) dan refrigerannya akan disebut sebagai : R(m-1)(n+1)(p)

17.

REFRIGERAN

WARNA TABUNG

R-11

Jingga

R-12

Putih

R-13

Biru muda dengan strip biru tua

R-22

Hijau

R-113

Ungu tua

R-114

Biru tua

R-500

Kuning

R-502

Ungu muda

R-503

Biru hijau

R-717

Perak

R-764

Hitam

18. NBP adalah Normal Boiling Point yaitu titik didih pada 1 atm, Semakin tinggi NBP-nya semakin banyak atom khlor, maka semakin banyak atom klor semakin tidak ramah lingkungan karena merusak lapisan ozon.namun jika NBP semakin rendah maka suhu yang dihasilkan akan semakin dingin.

19. Refrigerant alternative pengganti CFC atau HCFC, yang ramah lingkungan yaitu HFC (hidrofluorokarbon) dan HC (hidrokarbon) serta carbondioksida. Berdasarkan rekomendasi MMF terdapat HCFC-22( R22) dan HFC-134a (R134a) dan HC-600a

20. Refrigeran yang termasuk dalam golongan CFC : R11, R12, R113, R114, R115

Kategori Kelulusan:

70 s.d. 79 : memenuhi kriteria minimal dengan bimbingan

80 s.d. 89 : memenuhi kriteria minimal tanpa bimbingan

90 s.d. 100 : di atas minimal tanpa bimbingan

BAB IV

PENUTUP

Siswa yang telah mencapai syarat kelulusan minimal dapat melanjutkan ke modul berikutnya. Sebaliknya bila siswa dinyatakan tidak lulus, maka siswa tersebut harus mengulang modul ini dan tidak diperkenankan untuk mengambil modul selanjutnya.

DAFTAR PUSTAKA

Hasan, Syamsuri dkk. (2006). Sistem Refrigerasi dan Tata Udara Jilid 1. Jakarta : Depdiknas

Hasan, Syamsuri dkk. (2006). Sistem Refrigerasi dan Tata Udara Jilid 2. Jakarta : Depdiknas

Hermawan M, Windy (2009). Panduan Praktikum Instalasi Sistem Refrigerasi. Polban: Bandung

Lukitobudi Arda, (2012) Dasar Refrigerasi, Polban: Bandung

Suryatman Ade, (2011), Buku I Bahan Ajar Sistem dan Peralatan RHVAC, Polban: Bandung

Tersedia di : http://hvactutorial.wordpress.com/basic-hvacr (diunduh pada tanggal 7 April 2013 jam 13.00)

Tersedia di : http://kuznadi.wordpress.com/2010/06/05/ menggunakan -peralatan-refrigerasi/ (diunduh pada tanggal 7 April 2013 jam 13.00

Tersedia di : http://refrigeranramahlingkungan.blogspot.com/ (diunduh pada tanggal 7 April 2013 jam 13.00)

Tersedia di :http://www.refrigerants.com/refrigerants.aspx(diunduh pada tanggal 7 April 2013 jam 13.00)

Tersedia di :http://teachintegration.wordpress.com/hvac forum/basic/thermostatic-expansion-valve/ (diunduh pada tanggal 1 April 2013 jam 13.00)

Tersedia di : http://yefrichan.wordpress.com/2011/04/29/ pengertian- panaspanas-sensibel- dan-panas-laten/ (diunduh pada tanggal 7 April 2013 jam 13.00)