makalah sistem refrigasi.docx

MAKALAH

SISTEM REFRIGASI AC (AIR CCONDITIONER) SEBAGAI SOLUSI

CUACA PANAS DI INDONESIA

Konversi Energi

Oleh:

Muhammad Ali Soen Haji

122061

Akademi Teknologi Warga

Surakarta

2015

Daftar Isi

Halaman Muka ....................................................................... 1

Daftar Isi ............................................................... 2

BAB I

PENDAHULUAN ............................................................... 3

BAB II

ISI ............................................................... 5

BAB III

PENUTUP ............................................................... 13

Daftar Pustaka ............................................................... 14

Makalah Konversi Energi | 2

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Indonesia merupakan sebuah negara yang dibelah oleh garis

khatulistiwa. Hal tersebut membuat indonesia memiliki iklim tropis. Dalam

iklim tropis mengenal dua macam musim yaitu musim kemarau dan musim

penghujan. Di indonesia musim kemarau terjadi antara bulan Mei sampai

dengan bulan Oktober, sedangkan musim penghujan terjadi antara bulan

November.

Konsekuensi dari musim tropis adalah suhu udara yang tinggi dimana

saat musim kemarau Indonesia bisa mencapai suhu 40˚C. Kejadian tersebut

terjadi di kota kota besar seperti Jakarta, Surabaya dan Semarang. Ketiga kota

tersebut berbatasan dengan laut sehingga menyebabkan suhu panas semakin

terasa dan semakin terasa gerah, karena dataran rendah (sugigaul, 2013).

Ditambah lagi dengan banyaknya ilegal logging yang dilakukan oleh para

mafia, pembukaan hutan untuk lahan pertanian dan berbagai jenis pemanasan

global lain membuat indonesia semakin panas. Tetapi kita masih bisa

bernafas lega lantaran banyak kota besar membangun taman kota. Manfaat

taman kota antara lain fungsi ekologi, hidrologis dan estetika (Pradana, 2013).

Karena suhu yang semakin naik membuat masyarakat mulai menggunakan

pendingin ruangan AC.

Refrigerasi dan penyejuk AC digunakan untuk mendinginkan. Sistim

refrigerasi atau penyejuk AC memindahkan panas dari tangki reservoir

rendah energi yang lebih dingin ke tangki reservoir energi tinggi yang lebih

hangat. Sehingga dengan adanya sistem refrigasi ini membuat masyarakat

indonesia lebih nyaman dalam menghadapi suhu tinggi alias cuaca yang

panas.

B. Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada makalah ini adalah bagaimana mengatasi cuaca

panas yang berada di indonesia secara sederhana?


C. Batasan

Batasan masalah pada makalah ini meliputi berikut ini:

1. Mesin pendingin AC (Air Conditioner) untuk ruangan rumah maupun

perkantoran.

2. Pembahasan tentang sistem refrigasi tidak spesifik terhadapan setiap sub

bagian.

D. Tujuan

Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah untuk mengatasi cuaca

panas yang terjadi di Indonesia.

E. Manfaat

Manfaat dari pembuatan makalah ini adalah membuat saya mengetahui

lebih banyak tentang sistem refrigasi.


BAB II

ISI

B. Landasan Teori

1. Sejarah Refrigasi

Refrigerasi mulai muncul pada awal abad ke 19 tertulis dalam London

Practical Mechanical Journal oleh penulis anonim. Paten pertama mesin

refrigerasi tercatat atas nama Thomas Harris dan John Long yang

dipublikasikan di Great Britain pada tahun 1790. Siklus refrigerasi merupakan

kebalikan dari siklus carnot yang membutuhkan kerja untuk memindahkan

kalor dari sistem bertemperatur rendah ke lingkungan yang memiliki

temperatur lebih tinggi.

Gb 1. Perbedaan Siklus Refrigerasi dan Siklus Carnot

2. Pengertian Sistem Refrigasi

Refrigerasi adalah proses pemindahan panas dari temperatur rendah ke

temperatur tinggi dengan menjaga temperatur tetap berada di bawah temperatur

lingkungan. Siklus refrigerasi ini pada dasarnya adalah kebalikan dari siklus

mesin panas (siklus Carnot). Efek dari siklus seperti itu adalah adanya absorbsi

energi kerja dan transfer energi panas dari heat reservoir temperatur rendah ke

heat reservoir temperatur tinggi. Kerja dari suatu kompresor refrigerator ini

didefinisikan sebagai selisih antara panas yang dilepas refrigeran di kondensor

(QH) dengan panas yang diterima refrigeran di evaporator (QL), dapat dilihat

pada persamaan berikut :


GB 2. Selisih antara panas di kondensor (QH) dan di evaporator (QL)

Perpindahan panas pada sistem refrigerasi ini mengikuti hukum kedua

termodinamika, yang menurut Clausius, menyatakan bahwa tidak mungkin

suatu self-acting machine, tanpa adanya kerja luar, untuk mentransfer panas

dari satu tempat ke temperatur yang lebih tinggi.

3. Komponen Dalam Sistem Refrigasi Sederhana

Terdapat dua jenis sistem refrigasi, yaitu sistem refrigasi kompresi uap

(Vapor Refrigation Compression) dan sistem refrigasi Penyerapan Uap. Dalam

makalah ini saya akan membahas tentang sistem refrigasi kompresi uap. Dalam

sistem refrigasi kompresi uap terdapat refrigeran (refrigerant), yakni suatu

senyawa yang dapat berubah fase secara cepat dari uap ke cair dan sebaliknya.

Pada saat terjadi perubahan fase dari cair ke uap, refrigeran akan mengambil

kalor (panas) dari lingkungan. Sebaliknya, saat berubah fase dari uap ke cair,

refrigeran akan membuang kalor (panas) ke lingkungan sekelilingnya

(Tambupolon & Samosir, 2005).

Dalam konsep sistem refrigasi kompresi uap terdapat beberapa

komponen utama, yaitu Evaporator, Kompresor, Kondenser dan Alat Ekspansi

(metering device). Penjelasan setiap bagian komponen sebagai berikut:

a. Evaporator

Evaporator adalah sebuah alat yang digunakan untuk merubah

fasesebuah larutan menjadi fase uap. Evaporator mempunyai dua prinsip

dasar, untuk menukar panas dan untuk memisahkan uap yang terbentuk dari

cairan. Evaporator umumnya terdiri dari tiga bagian, yaitu penukar panas,

bagian evaporasi (tempat dimana cairan mendidih lalu menguap), dan

pemisah untuk memisahkan uap dari cairan lalu dimasukan ke dalam

kondenser (untuk diembunkan / kondensasi) atau ke peralatan lainnya

(Surdiyansyah & P, 2012).

Pada evaporator, refrigeran menyerap kalor dari ruangan yang

didinginkan. Penyerapan kalor ini menyebabkan refrigeran mendidih dan


berubah wujud dari cair menjadi uap (kalor/panas laten). Panas yang

dipindahkan berupa :

1. Panas sensibel (perubahan tempertaur). Temperatur refrigeran yang

memasuki evaporator dari katup ekspansi harus demikian sampai

temperatur jenuh penguapan (evaporator saturation temparature). Setelah

terjadi penguapan, temperatur uap yang meninggalkan evaporator harus

pupa dinaikkan untuk mendapatkan kondisi uap panas lanjut (super-

heated vapor)

2. Panas laten (perubahan wujud). Perpindahan panas terjadi penguapan

refrigeran. Untuk terjadinya perubahan wujud, diperlukan panas laten.

Dalam hal ini perubahan wujud tersebut adalah dari cair menjadi uap atau

menguap (evaporasi). Refrigeran akan menyerap panas dari ruang

sekelilingnya. Adanya proses perpindahan panas pada evaporator dapat

menyebabkan perubahan wujud dari cair menjadi uap.

Kapasitas evaporator adalah kemampuan evaporator untuk menyerap panas

dalam periode waktu tertentu dan sangat ditentukan oleh perbedaan

temperatur evaporator (evaporator temperature difference). Perbedaan

tempertur evaporator adalah perbedaan antara temperatur jenis evaporator

(evaporator saturation temperature) dengan temperatur substansi/benda yang

didinginkan. Kemampuan memindahkan panas dan konstruksi evaporator

(ketebalan, panjang dan sirip) akan sangat mempengaruhi kapaistas

evaporator.

b. Kompresor

Kompresor merupakan jantung dari suatu sistem refrigerasi mekanik,

berfungsi untuk menggerakkan sistem refrigerasi agar dapat

mempertahankan suatu perbedaan tekanan antara sisi tekanan rendah dan

sisi tekanan tinggi dari sistem (Ilyas, 1993). Kompresor refrigerasi yang

paling umum adalah kompresor torak (reciprocating compressor), sekrup

(screw), sentrifugal, sudu (vane) (Stocker & Jerold, 1994). Menurut

(Hartanto, 1982) berdasarkan cara kerjanya kompresor dapat dibedakan

menjadi dua, yaitu kompresor torak dan kompresor rotary.


Kompresor torak yaitu kompresor yang kerjanya dipengaruhi oleh

gerakan torak yang bergerak menghasilkan satu kali langkah hisap dan satu

kali langkah tekan yang berlainan waktu. Kompresor torak lebih banyak

digunakan pada unit mesin pendingin berkapasitas besar maupun kecil

seperti lemari es, cold storage, coll room.

Gb 3. Kompresor Torak

Kompresor rotary yaitu kompresor yang kerjanya berdasarkan

putaran roller pada rumahnya, prinsip kerjanya adalah satu putaran

porosnya akan terjadi langkah hisap dan langkah tekan yang bersamaan

waktunya, kompresor rotary terdiri dua macam yaitu kompresor rotary

dengan pisau / blade tetap.

Gb 4. Kompresor rotary dengan dua buah blade / pisau

c. Kondenser

Kondensor adalah peralatan yang berfungsi untuk mengubah uap

menjadi air. Prinsip kerja Kondensor proses perubahannya dilakukan


dengan cara mengalirkan uap ke dalam suatu ruangan yang berisi pipa-pipa

(tubes). Uap mengalir di luar pipa-pipa (shell side) sedangkan air sebagai

pendingin mengalir di dalam pipa-pipa (tube side). Kondensor seperti ini

disebut kondensor tipe surface (permukaan). Kebutuhan air untuk pendingin

di kondensor sangat besar sehingga dalam perencanaan biasanya sudah

diperhitungkan. Air pendingin diambil dari sumber yang cukup

persediannya, yaitu dari danau, sungai atau laut. Posisi kondensor umumnya

terletak dibawah turbin sehingga memudahkan aliran uap keluar turbin

untuk masuk kondensor karena gravitasi (Rakhman, 2013).

Laju perpindahan panas tergantung pada aliran air pendingin,

kebersihan pipa-pipa dan perbedaan temperatur antara uap dan air

pendingin. Proses perubahan uap menjadi air terjadi pada tekanan dan

temperatur jenuh, dalam hal ini kondensor berada pada kondisi vakum.

Karena temperatur air pendingin sama dengan temperatur udara luar, maka

temperatur air kondensatnya maksimum mendekati temperatur udara luar.

Apabila laju perpindahan panas terganggu, maka akan berpengaruh terhadap

tekanan dan temperatur.

Gb 5. Prinsip Kerja Kodenser

Aliran air pendingin ada dua macam, yaitu satu lintasan (single pass)

atau dua lintasan (double pass). Untuk mengeluarkan udara yang terjebak

pada water box (sisi air pendingin), dipasangventing pump atau priming


pump. Udara dan non condensable gas pada sisi uap dikeluarkan dari

kondensor dengan ejector atau pompa vakum.

Gb 6. Kondensor Tipe Permukaan

d. Katup ekspansi

Setelah refrigeran terkondensasi di kondensor, refrigeran cair tersebut

masuk ke katup ekspansi yang mengontrol jumlah refrigeran yang masuk ke

evaporator. Ada banyak jenis katup ekspansi; tiga di antaranya adalah pipa

kapiler, katup ekspansi otomatis dan katup ekspansi termostatik.

1. Pipa Kapiler (capillary tube)

Katup ekspansi yang umum digunakan untuk sistem refrigerasi

rumah tangga adalah pipa kapiler. Pipa kapiler adalah pipa tembaga

dengan diameter lubang kecil dan panjang tertentu. Besarnya tekanan

pipa kapiler bergantung pada ukuran diameter lubang dan panjang pipa

kapiler. Pipa kapiler di antara kondensor dan evaporator. Refrigeran yang

melalui pipa kapiler akan mulai menguap. Selanjutnya berlangsung

proses penguapan yang sesungguhnya di evaporator. Jika refrigeran

mengandung uap air, maka uap air akan membeku dan menyumbat pipa


http://en.wikipedia.org/wiki/Diameter

http://en.wikipedia.org/wiki/Capillary_action

kapiler. Agar kotoran tidak menyumbat pipa kapiler, maka pada saluran

masuk pipa kapiler dipasang saringan yang disebut strainer.

Ukuran diameter dan panjang pipa kapiler dibuat sedemikian rupa,

sehingga refrigeran cair harus menguap pada akhir evaporator. Jumlah

refrigeran yang berada dalam sistem juga menentukan sejauh mana

refrigeran di dalam evaporator berhenti menguap, sehingga pengisian

refrigeran harus cukup agar dapat menguap sampai ujung evaporator.

Bila pengisian kurang, maka akan terjadi pembekuan pada sebagian

evaporator. Bila pengisian berlebih, maka ada kemungkinan refrigeran

cair akan masuk ke kompresor yang akan mengakibatkan rusaknya

kompresor. Jadi sistem pipa kapiler mensyaratkan suatu pengisian jumlah

refrigeran yang tepat.

2. Katup Ekspansi Otomatis

Sistem pipa kapiler sesuai digunakan pada sistem dengan beban

tetap (konstan) seperti pada lemari es atau freezer. Tetapi dalam beberapa

keadaan, untuk beban yang berubah-ubah dengan cepat harus digunakan

katup ekspansi jenis lainnya. Beberapa katup ekspansi yang peka

terhadap perubahan beban, antara lain adalah katup ekspansi otomatis

(KEO) yang menjaga agar tekanan hisap atau tekanan evaporator

besarnya tetap konstan.

Bila beban evaporator bertambah maka temperatur evaporator

menjadi naik karena banyak cairan refrigeran yang menguap sehingga

tekanan di dalam saluran hisap (di evaporator) akan menjadi naik pula.

Akibatnya “bellow” akan bertekan ke atas hingga lubang aliran refrigeran

akan menyempit dan ciran refrigeran yang masuk ke evaporator menjadi

berkurang. Keadaan ini menyebabkan tekanan evaporator akan berkurang

dan “bellow” akan tertekanan ke bawah sehingga katup membuka lebar

dan cairan refrigeran akan masuk ke evaporator lebih banyak. Demikian

seterusnya.


http://en.wikipedia.org/wiki/Agar

3. Katup Ekspansi Termostatik (KET)

Jika KEO bekerja untuk mempertahankan tekanan konstan di

evaporator, maka katup ekspansi termostatik (KET) adalah satu katup

ekspansi yang mempertahankan besarnya panas lanjut pada uap

refrigeran di akhir evaporator tetap konstan, apapun kondisi beban di

evaporator. Cara kerja KET adalah sebagai berikut:

Jika beban bertambah, maka cairan refrigran di evaporator akan

lebih banyak menguap, sehingga besarnya suhu panas lanjut di

evaporator akan meningkat. Pada akhir evaporator diletakkan tabung

sensor suhu (sensing bulb) dari KET tersebut. Peningkatan suhu dari

evaporator akan menyebabkan uap atau cairan yang terdapat ditabung

sensor suhu tersebut akan menguap (terjadi pemuaian) sehingga

tekanannya meningkat. Peningkatan tekanan tersebut akan menekan

diafragma ke bawah dan membuka katup lebih lebar. Hal ini

menyebabkan cairan refrigeran yang berasal dari kondensor akan lebih

banyak masuk ke evaporator. Akibatnya suhu panas lanjut di evaporator

kembali pada keadaan normal, dengan kata lain suhu panas lanjut di

evaporator dijaga tetap konstan pada segala keadaan beban.

B. Solusi

Setelah mengetahui sistem refrigasi atau mesin pendingin maka dapat

ditemukan solusi untuk mengatasi cuaca panas di Indonesia yaitu dengan

menggunakan sebuah pendingin ruangan yang biasa disebut AC (Air

Conditioner). Namun dalam penggunaan AC tentunya juga memiliki efek

samping yaitu menipisnya ozon karena penggunaan freon pada AC itu sendiri.


BAB III

PENUTUP

Demikianlah makalah yang saya buat. Dari makalah tersebut dapat saya

simpulkan bahwa penggunaan AC yang merupakan sebuah mesin pendingin dapat

mengatasi cuaca panas di Indonesia akan tetapi secara perlahan penggunaan AC

secara masif memiliki dampak buruk yaitu menipisnya ozon di langit.

Sekian makalah ini dari saya, semoga bermanfaat buat semuanya. Terima

Kasih.


Daftar Pustaka

Hartanto. (1982). Teknik Mesin Pendingin. Dalam Teknik Mesin Pendingin. Tega: BKPI.

Ilyas, S. (1993). Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. CV. Paripurna, Jakart. Teknologi Refrigerasi Hasil Perikanan Jilid I .

Pradana, B. A. (2013, Mei 9). Berbagai Macam Manfaat Taman Kota. Dipetik Mei 4, 2015, dari green.kompasiana.com: http://green.kompasiana.com/penghijauan/2013/05/09/berbagai-macam-manfaat-taman-kota-558452.html

Rakhman, a. (2013, April 10). Prinsip kerja kondensor. Dipetik Mei 2015, 2015, dari rakhman.net: http://rakhman.net/2013/04/prinsip-kerja-kondensor.html

Stocker, W. F., & Jerold, J. W. (1994). Refrigerasi dan Pengkondisian Udara Edisi kedua. Dalam Refrigerasi dan Pengkondisian Udara Edisi kedua. Jakarta: PT. Erlangga.

sugigaul. (2013, Januari 28). Megapa Semarang Bisa Segini Panas? Dipetik Mei 5, 2015, dari sugigaul.wordpress.com: https://sugigaul.wordpress.com/2013/01/28/mengapa-semarang-bisa-begini-panas/

Surdiyansyah, E. A., & P, R. P. (2012). Kristalisator dan Eaporator. Paper .

Tambupolon, D., & Samosir, R. (2005). PEMAHAMAN TENTANG SISTEM REFRIGERASI. Jurnal Teknik SIMETRIKA , 1.


makalah sistem refrigasi.docx

Documents