siklus kompresi uap

8/11/2019 SIKLUS KOMPRESI UAP

1/20

Termo

dinamikaIIFSTUSDJ

ogja

SIKLUS KOMPRESI U P


2/20

Termo

dinamikaIIFSTUSDJ

ogja

(A Simple Vapor-Compression Refrigeration Cycle)

Refrigerated

Space

QL

Environment

QH

Win

Condenser

Expansion

Valve

Compressor

Evaporator

1. Compressor: mengkompresi

uap menjadi uap bertekanan

tinggi

2. Condenser: mengembunkan

uap tekanan tinggi menjadicairan tekanan tinggi

3. Katup ekspansi (Expansion

Valve) : menurunkan tekanan

cairan menjadi bertekanan

rendah

4. Evaporator: menerima kalor

dari medium bersuhu rendah

terjadi penguapan

Siklus Kompresi Uap Ideal

Mempunyai 4 komponen dan 4 proses.


3/20

Termo

dinamikaIIFSTUSDJogja

RefrigeratedSpace

QL

Evaporator

Environment

QH

Condenser

3

T-s Diagram

Compressor

Win

2

1

ExpansionValve

4

Sketsa Alat

T

s

P2

P1

Win

4

3

1

2

QL

QH

Process1-2 I sentropic Compression Process,s=const.: Compressor,sat.vap superheatvapor

Process 2-3P = const. Heat Rejection Pr ocess: Condenser,superheatvaporsat.liquid

Process3-4 Throttl ing Process, h=const.:Expansion Valve,sat. liquidmixture

Process4-1P = const. Heat Addi tion Process :Evaporator,Mixture sat. vapor

4

Proses Pada Siklus Kompresi Uap Ideal

RefrigeratedSpace

QL

Evaporator

Environment

QH

Condenser

3

Compressor

Win

2

1

ExpansionValve

4


4/20

Termo


T-s Diagram

T

s

P2

P1

Win

4

3

1

2

QL

QH

P

h

P2

P1

P-h Diagram

QL

QH3

Win

1

2

4

h4= h3 h1 h2

P-h Diagram


5/20

Termo


QH

Win

Condenser

Expansion

Valve

Compresso

r

Evaporator

0oC

-20 oC

30

oC

80 oC

Heatingat 20 oC

Out dooe space

QL

-10 oC

Air Conditioned,25oC

QL

Environment

QH

Win

Condenser

Expansion

Valve

Compresso

r

Evaporator

15 oC

10 oC

50 oC

80 oC

40 oC

Pendinginan rumah

dengan AC (air-

conditioner)

Pemanasan Rumahdengan Heat Pump


6/20

Termo


KOMPONEN DARI MESIN REFRIGERASI

Merupakan sebuah alat penukar kalor

dimana refrijeren melepas kalor ke

medium pendingin seperti air atau udara.

Refrijeren yang berada pada keadaan uap

superpanas melepas kalor sehingga

berubah menjadi cair (liquid refrigerant)

CONDENSER


7/20TermodinamikaIIFSTUSDJogja

Refrijeren berekspansi sehingga tekanannya turun.

Keadaan Refrijeren berubah dari liquid menjadi

campuran cair jenuh dan uap (a saturated liquid-vapor

mixture)

EXPANSION VALVE





Merupakan sebuah alat penukar kalor

dimana refrijeren menyerap kalor dari

benda yang didinginkan (ruang pendingin).

Refrijeren yang berada pada keadaan

campuran cair jenuh & uap menyerap kalor

sehingga berubah menjadi uap

EVAPORATOR




Merupakan sebuah alat untuk menaikkan

tekanan dan temperatur refrijeren dari

tekanan dan temperatur rendah menjadi

tekanan dan temperatur tinggi.

Temperatur Refrijeren menjadi lebih tinggi

dari temperatur medium pendingin

(lingkungan) sehingga kalor yang diserap

di evaporator dapat dibuang

COMPRESSOR



Analisis Mesin Refrigerasi

Hukum I termodinamika : ???

Clossed

System

Q - W = U + KE + PE Q - W = 0

cyclic process

QH- QL= Win

COP =output yang diinginkan

input yang dibutuhkan

=Q

W

L

net, in

R COP =

Q

Q Q

=1

1

L

H L

R

H

L

Q

Q





Open

System

12hm= hWQ in 12hm= hWin 0





Open

System

23hm= hWQH 23hm= hQH 0





Open

System

34hm= hWQ 34 =h h0 0





Open

System

41hm= hWQL 41hm= hQL 0

CO O



CONTOH

Sebuah refrigerator menggunakan fluida kerja R-134a dan

beroperasi dengan siklus kompresi uap ideal antara

0,14 MPa dan 0,8 MPa. Laju aliran massa refrigerant 0,05 kg/s.

a. Gambarkan siklusnya dalam diagram T-s dan P-h.

b. Hitung laju perpindahan kalor dari ruang pendingin

c. Hitung daya kompresor

d. Hitung kalor yang dibuang ke lingkungane. Hitung COPnya.



T-s DiagramT

s

P2

P1

Win

4

3

1

2

QL

0.8 MPa

0.14 MPa

R-134a Property Table

State 1 sat. vap. @ P1= 0.14 MPa h1 = hg@0,14 MPa= 236,04 kJ/kg,s1 = sg@0,14 MPa= 0.9322 kJ/kg-K

State 2 P2= 0.8 MPa and s2 = s1= 0.9322 kJ/kg-K,

h2 = 272,05 kJ/kg (interpolasi)

State 3 sat.l iq. @ P3= P2= 0.8 MPa, h3 = hf@P3= 93,42 kJ/kg

State 4 h4 = h3= 93,42 kJ/kg (Throttl ing Process)

mdot= 0.05 kg/s

Refrigerated Space

QL

Evaporator

Environment

QH

Condenser

3

CompressorWin

1

Expansion

Valve

2

4

PENYELESAIAN



96.380,1

13,7COP(e)

93,893,42-272,050,05,

0wCondenser,(d)

80.1236,04-272,050,05

0q,Compressor(c)

13,793,42-236,040,05

0w,Evaporator(b)

32,

12

41,

kW

kW

W

Q

kWhhmQ

kWhhmW

kWhhmQ

in

L

outH

in

inL

QH

Condenser

23

Win

1

2

Compressor

QL

Evaporator

4 1

PENYELESAIAN

C l i d di P h



P

h

P2

P1

P-h Diagram

QL

QH

Win

1

23

4

h4=h3 h1 h2

Cara lain dengan diagram P-h



1

23

4

h1h4= h3 h2

PR


20/20T

ermodinamikaIIFSTUSDJogja

PR

Sebuah refrigerator menggunakan fluida kerja HFC 134a dan

beroperasi dengan siklus kompresi uap ideal antara 0,14

MPa dan 0,9 MPa. Laju aliran massa refrigerant 0,05 kg/s.a. Gambarkan siklusnya dalam diagram T-s dan P-h.

b. Hitung laju perpindahan kalor dari ruang pendingin

c. Hitung daya kompresor

d. Hitung kalor yang dibuang ke lingkungane. Hitung COPnya.

Kerjakan dengan dua cara yaitu :

1. Menggunakan Tabel sifat-sifat HFC 134a

2. Menggunakan P-h diagram HFC 134a

siklus kompresi uap

Documents