Outline

• Fungsi mesin refrigerasi dan karakteristik Refrigeran
• Prinsip kerja mesin refrigerasi

Pendahuluan

• Refrigeration :
• Secara umum, refrigeration berarti pendinginan lingkungan atau sistem, atau objek pada suhu di bawah suhu lingkungan.
• Yaitu perpindahan panas dari lingkungan yang dingin ke lingkungan yang hangat.
• Proses ini berlawanan dengan proses alami perpindahan panas dari suatu titik yang bersuhu lebih tinggi ke bersuhu lebih rendah.
• Jadi pendinginan ini adalah pendinginan buatan.

3

Pendahuluan

• Air Conditioning :
• Penyejuk udara menyediakan kondisi yang sesuai bagi penghuni atau peralatan di dalam suatu lingkungan untuk menghadirkan kondisi yang nyaman.
• Tujuan ini dicapai dengan menghilangkan panas atau menghilangkan kelembapan lingkungan.

4

Pendahuluan

• Perbedaan refrigerasi dan air conditioning:
• Refrigerasi membuat udara dingin tetap dekat, AC mendorongnya menjauh
• Refrigerasi menggunakan coolant saja, AC juga menggunakan udara dari luar
• Refrigerasi berkaitan dengan pendinginan dan pembekuan, AC berhubungan dengan pendinginan dan penghilang kelembapan udara

5

Pendahuluan

• Refrigerasi merupakan suatu proses penarikan panas/kalor dari suatu benda/ruangan sehingga temperatur benda/ruangan tersebut lebih rendah dari temperatur lingkungannya.
• Refrigerasi akan selalu berhubungan proses-proses aliran dan perpindahan panas.
• Dibutuhkan dasar pengetahuan Perpindahan Panas dan termodinamika.

6

Dingin??

• Dingin adalah suatu keadaan yang mana temperatur suatu benda lebih rendah dari temperature lingkungannya.
• Bila terdapat beda temperatur akan terjadi perpindahan energi (kalor).

7

Bagaimana Supaya Bisa Dingin ?

• Menghembuskan udara atau menyiramkan air hanya menghasilkan perasaan “dingin”, tapi tak membekukan.
• Untuk mendapatkan dingin, kita harus berada pada lingkungan atau dekat dengan benda yang lebih rendah temperaturnya.

8

Sejarah Sistem Refrigerasi

• Penggunaan es untuk mendapatkan efek pendinginan.
• Pada abad XVIII, F. Turdor mengirimkan ratusan ribu ton es, -melalui kapal-, yang didapat dari sungai-sungai dan danau-danau di Inggris, ke Hindia Barat, Amerika Selatan, Persia, India.
• Tahun 1790, di Inggris, Thomas Harris dan John Long menemukan mesin refrigerasi pertama.
• Tahun 1834, di Inggris, Jacob Perkins menemukan mesin refrigerasi kompresi uap dengan fluida pendinginnya adalah ether.
• Tahun 1860, di Australia Dr. James Harrison mengembangkan mesin pendingin untuk pembuatan bir dengan menggunakan refrigeran Ether-belerang.

9

Sejarah Sistem Refrigerasi

• Tahun 1824, Michael Faraday menenukan prinsip sistem absorbsi.
• Awal tahun 1890-an teknik refrigerasi sudah mulai berkembang.
• Tahun 1905, Gardner T. Voorhees, menenukan kompresor efek ganda.
• Tahun 1910, Mesin refrigerasi domestik mulai muncul. Sejak tahun ini, Kompresor rotari,
• kompresor dua tingkat dan kompresor tiga tingkat mulai dikenal.
• Tahun 1913, JM Larsen memproduksi lemari es manual.
• Tahun 1918, Kelvinator memporduksi lemari es otomatis yang pertama di pasaran Amerika.

​

10

Sejarah Sistem Refrigerasi

• Tahun 1928, Unit refrigerasi otomatis "Hermetik" yang pertama diperkenalkan oleh GE
• Tahun 1927 Electrolux, yang membuat unit refrigerasi absorbsi otomatis.
• Tahun 1930-an, sistem tata udara kendaraan bermotor mulai berkembang.
• Tahun 1941, Ferdinand Carre dari Perancis memperkenalkan pertama kali mesin absorbsi yang digerakkan oleh pemanas yang terdiri dari evaporator, generator, kondensor, absorber dari pompa.

​

11

Sistem-sistem Refrigerasi

• Sistem refrigerasi mekanik; dimana akan ditemui adanya mesin-mesin penggerak/dan alat mekanik lain :
1. Refrigerasi system kompresi uap
2. Refrigerasi siklus udara
3. Kriogenik/refrigerasi temperatur ultra-rendah
4. Refrigerasi siklus sterling.

• Sistem refrigerasi non mekanik, dimana tanpa menggunakan mesin-mesin penggerak/dan alat mekanik lain.
1. Refrigerasi thermoelektrik
2. Refrigerasi absorbsi
3. Refrigerasi steam jet
4. Refrigerasi magnetic
5. Heat pipe.
6. Termoakustik

12

Aplikasi Sistem Refrigerasi

• Air-conditioning : Provides human comfort for people in their own homes and in the workplace; affects the population distribution.
• Artificial Ice : Recreation ice skating is provided all over the country, even in areas of warm climate.
• Brewing Industry : Enables breweries to make uniform products all year round.
• Florists : Enables people to send fresh flowers all year round.

13

Aplikasi Sistem Refrigerasi

• Hospitality Businesses : Used by movie theaters, hotels, beauty salons, and restaurants to attract customers to their air-conditioned facilities.
• Fish-Packing Industry : Permits year-round production; improved fish quality.
• Medicine : Enables the transplantation of tissues and organs.
• Metalworking Industry : Aids in the production of cutlery and tools.
• Morgue : Enables the preservation of human bodies.
• Railway Car : Enables the distribution of products on large-scale basis; created regional produce specialization; changed American diets.

14

Aplikasi Sistem Refrigerasi

• Textile Industry : Used in mercerizing, bleaching, and dyeing.
• Defense Application : Refrigerated machines kept ammunition below the temperature at which high explosives became unstable.

​

15

Aplikasi sistem Refrigerasi

1. Refrigerasi domestik
2. Refrigerasi komersil
3. Refrigerasi industri
4. Refrigerasi transportasi
5. Tata udara industri dan tata udara kenyamanan.

16

Refrigerasi Domestik

17

Refrigerasi Komersil

18

Refrigerasi Industri

19

Refrigerasi Transportasi

20

Tata Udara

21

Refrigeran

• Refrigerant :

Bahan pendingin (penukar panas) pada sistem refrigerasi

• FUNGSI : sebagai media pendingin
• Cara Kerja : menyerap panas dari benda/udara/ruang dan membuang panas ke benda/bahan lain/udara luar, umumnya dengan cara mengubah fasa.
• Disebut CFC, HCFC, HC, HFC, Fluida dingin atau Freon

​

​

22

Refrigeran

• Normal Boiling Point (NBP) adalah titik didih (atau temperature saturasi) refrigeran pada kondisi tekanan 1 Atm (76 cm Hg = 101,32 kPa, yang disebut kondisi normal)
• Merupakan patokan dalam pemilihan refrigeran
• Contoh : NBP air adalah 100 ᵒC

23

Syarat Refrigeran

• Tekanan penguapan yang cukup tinggi, umumnya diatas tekanan atmosphir
• Tekanan pengembunan yang rendah, sehingga perbandingan kompresi kompresor tidak terlalu tinggi
• Mempunyai kalor latent penguapan yang tinggi.
• Volume spesifik yang cukup kecil, terutama pada fasa gas.

24

Syarat Refrigeran

• Mempunyai koefisien prestasi (COP) yang tinggi
• Mempunyai konduktifitas thermal yang tinggi
• Mempunyai viskositas rendah, baik dalam fasa cair maupun gas
• Tidak mempunyai sifat korosif
• Harus stabil dan tidak bereaksi dengan material lain
• Tidak beracun dan berbau menyengat
• Tidak mudah terbakar
• Harus mudah diditeksi jika terjadi kebocoran
• Harganya tidak mahal dan mudah didapat.

​

25

Karakteristik Refrigeran

26

Refrigeran dan Merk Dagang

27

Kode Warna Refrigeran

28

Pertimbangan Memilih Refrigeran

• Mempunyai titik didih yang rendah, harus lebih rendah daripada temperatur evaporator yang direncanakan
• Mempunyai tekanan kondensasi yang rendah. (Tekanan kondensasi yang tinggi memerlukan kompresor yang besar dan kuat, juga pipapipanya harus kuat dan kemungkinan bocor besar)
• Mempunyai tekanan penguapan yang sedikit lebih tinggi dari atmosfir.
• Apabila terjadi kebocoran, udara luar tidak dapat masuk kedalam sistem.
• (Perhatikan NBP-nya) Kecuali beberapa sistem bekerja dalam keadaan vakum.
• 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.

29

Siklus Refrigerasi

30

Prinsip Kerja

31

Komponen Sistem Refrigerasi

• Komponen Utama

a) Kompresor :

Berfungsi untuk menghisap dan menekan gas Refrigerant.

(Reciprocating, Rotary, Screw, Centrifugal, Scroll)

b) Kondensor :

Berfungsi untuk merubah bentuk gas refrigerant menjadi cairan refrigerant, dengan jalan membuang panasnya. Dikondensor terjadi proses kondensasi atau pembuangan panas.

(Water cooled, Air cooled dan Evaporative Condenser)

​

32

Komponen Sistem Refrigerasi

​

c) Receiver

Berfungsi sebagai penampung cairan refrigerant dari kondensor

​

d) Katup Expansi :

Berfungsi untuk menjatuhkan tekanan cairan refrigerant, sehingga cairan refrigerant akan mulai menguap. (Automatic Exp, Thermostatic Exp, Capillary tube, Distribution tube)

​

e) Evaporator :

Berfungsi sebagai alat untuk proses penguapan dari cairan refrigerant. Di evaporator terjadi proses penyerapan panas (Shell Type, Shelf Type, Wall Type, Fin Tube with force Circulation)

​

​

33

Terima Kasih

34