Tipe-tipe AC Split

Agar Anda bisa membeli unit AC sesuai kebutuhan, ada baiknya Anda memahami terlebih dulu tipe-tipe AC split berikut :
A. Standard / Biasa

Jika Anda menghendaki udara yang cepat dingin, gunakan AC standar dengan watt besar. Atau gunakan AC dengan PK yang besar melebihi besar ruangan. Misal ruangan Anda 3×5 meter, maka gunakan 1PK agar cepat dingin.
Kekurangan dari AC standard adalah boros listrik. AC biasa lebih hemat jika outdoor unit tidak sering mati nyala mati nyala terus.
AC biasa jika suhu sudah tercapai  maka sering mati outdoor unit dengan tujuan hemat listrik. Tetapi kalo keseringan mati nyala mati nyala justru jadi boros banget, karena menarik listrik pertama kali jika nyala akan sangat besar. Berbeda dengan AC inverter yang bekerja terus menerus secara otomatis untuk mempertahankan suhu sesuai target.
Keuntungnya menggunakan AC standar adalah : harga lebih murah, biaya perawatan dan freon lebih murah dibanding tipe inverter.

B. Low watt
Keuntungan AC tipe low watt adalah listriknya lebih hemat dibanding AC standar.
Kekurangannya adalah tidak cepat dingin (lama dinginnya), harga lebih mahal dari standar.
AC low watt memang kesannya hemat listrik, tetapi dinginnya tidak secepat AC biasa. Kenapa? karena kompresornya dikurangi suplai dayanya supaya irit listrik. Tujuan sebenarnya bukan untuk menghemat listrik, tapi agar rumah yang daya listriknya kecil bisa tetap menggunakan AC.
Jika tetap ingin menggunakan 1/2 PK karena alasan listriknya tidak kuat atau ada alasan lain, pilihlah tipe AC standar/biasa saja, jangan low watt, kurang dingin.



C. Inverter
Inverter menggunakan teknik pengaturan frekuensi listrik untuk mengontrol cooling power output yg diharapkan. Frekuensi listrik ini akan mempengaruhi kecepatan kompresor. Prinsipnya adalah listrik arus AC dari PLN dirubah menjadi DC, kemudian dirubah lagi menjadi AC yang frekuensinya diatur secara otomatis oleh sensor suhu. Sehingga jika sudah dingin, sensor akan mengatur listriknya sehingga putaran kompresor menjadi lebih lambat, yang ujung-ujungnya akan menghemat listrik.
Kekurangan tipe inverter adalah harganya lebih mahal dibanding tipe low watt, masih kurang cepat dingin dibanding AC standar/biasa, gampang rusak akibat komponen yang bekerja terus menerus tanpa proses idle, spare parts mahal, freon lebih mahal, dan tidak semua teknisi AC betul-betul paham inverter.
Kelebihan tipe inverter adalah suhu lebih stabil, angkatan listrik pertama tidak besar (mulai dari nol watt) lalu pelan-pelan naik wattnya.
AC inverter rata-rata minimal 1 PK. AC inverter bisa berubah-ubah PKnya menyesuaikan kebutuhan pendinginan.
Jika 1 PK bisa berubah : 1 PK <–> 3/4 PK <–> 1/2 PK
Waktu awal dinyalakan (suhu target jauh dari suhu ruangan sekarang), maka yg digunakan adalah 1PK. Tapi inverter tidak langsung menarik daya besar, melainkan pelan-pelan. Jika sudah mulai dekat dengan suhu target, dia bisa menurunkan daya sampe minimal 1/2 PK. Jadi kalaupun menggunakan AC dengan ukuran besar buat ruangan kecil, konsumsi dayanya bisa tetap ekonomis.
Jika ruangannya tertutup rapat, lebih baik menggunakan tipe inverter. Tetapi jika ruangannya terbuka, gunakan tipe low watt. Kalau ruangannya besar dan terbuka, pakai inverter malah lebih boros.
Pilih inverter jika : ingin hemat listrik, ruangan tertutup, tidak terlalu ingin cepat dingin. Kelemahannya : biaya perawatan lebih mahal, freon lebih mahal dll.

D. Hybrid
Tipe hybrid adalah AC yang bisa kita tentukan berapa PKnya. Misalnya hybrid 1 PK, maka kita bisa pilih untuk menggunakan 1/2 PK, 3/4 PK dan 1 PK sesuai keinginan.

Sebelum dan sesudah membeli AC, berikut ini tipsnya :
1. Tentukan dulu Anda beli AC untuk apa. Apakah untuk biar dingin ? atau untk biar tidur nyenyak ? Kalau untuk dingin, sebenarnya semua AC bisa melakukan. Tapi kalau untuk biar ruangan nyaman, tidak semua AC bisa melakukannya.
2. Hitung kebutuhan BTU. Meski sama-sama 1 PK, masing-masing AC belum tentu sama BTU-nya. Yang BTUnya besar tentu bisa dipastikan lebih cepat dingin ketimbang BTUnya kecil. Itulah kenapa AC merek Cina kurang dingin karena BTUnya dibawah merek lain.
3. Pilih inverter atau biasa? Inverter memang lebih mahal tapi listriknya bisa lebih hemat, juga lebih stabil dalam menjaga suhu ruangan. Hanya pada AC inverter pipa dan freonnya lebih mahal. Hal ini karena pipanya lebih besar dan freonnya jenis lain.
4. Pilih AC dengan PK yang lebih besar dari kebutuhan jika ingin lebih cepat dingin. Tapi tentunya wattnya juga jadi lebih besar, kecuali Anda membeli tipe inverter.
5. AC sharp plasmacluster lebih cenderung sejuk daripada dingin. Kelebihannya adalah bisa menghilangkan bau, aliran udara AC tidak langsung mengenai tubuh (aman untuk bayi) dan ada self cleansing.
6. Usahakan jarak outdoor dan indoornya tidak melebihi jarak maksimumnya. Posisi outdoornya juga harus lebih rendah dari indoornya.
Posisi indoor unit jangan terlalu dekat dengan plafon, karena return air nya ada di bagian atas.
Perhatikan pipa instalasi, cari yang kualitasnya bagus agar tidak gampang bocor.
7. Rawatlah AC 3-6 bulan sekali dengan memanggil tukang AC yang kompeten.
8. Jangan menset AC terlalu dingin karena kompresor akan bekerja keras. Nah jika kita set 25C, pada saat suhu mencapai 24C, compressor Akan mati dan yang bekerja hanya motor fan (100 watt), pada suhu 26C baru compressornya nyala lagi.
9. Split temperatur yang normal dari AC split adalah beda 20 derajat fahrenheit (sekitar 9 derajat celcius) dari udara di dalam dan di luar. Jadi misal suhu luar adalah 30 derajat selsius, maka setting suhu terendah agar AC dapat berjalan dengan normal adalah 21 derajat selsius.

Telah dibaca :98042

TERMODINAMIKA DAN PINDAH PANAS PADA PENDINGINAN

BAB 2. TERMODINAMIKA DAN PINDAH PANAS PADA PENDINGINAN

Tujuan Instruksional Khusus

Mahasiswa mampu menjelaskan kaitan dan penerapan termodinamika pada perancangan proses dan instalasi refrigerasi. Cakupan dalam pokok bahasan ini adalah pengulangan azas-azas termodinamika dan pindah panas serta bagaimana penggunaannya untuk mempelajari sistem refrigerasi. Pindah panas dalam bentuk konduksi, konveksi dan radiasi merupakan proses yang berlangsung pada sistem refrigerasi. Sedangkan properti termodinamika dan siklus Carnot merupakan landasan pemikiran bagi mahasiswa dalam menganalisa berbagai siklus refrgerasi. 

A. Pendahuluan

Proses pendinginan berarti memindahkan panas dari satu lingkungan ke lingkungan lainnya dengan cara-cara tertentu. Diperlukan analisa termodinamika serta nalisa pindah panas dan massa untuk mengetahui proses yang terjadi. Dalam analisa ini dibutuhkan satuan dan besaran tertentu yang umum dikenal sebagai properti termodinamika. Analisa juga dilakukan berdasarkan suatu pemikiran. Pada proses pendinginan, pemikiran yang melandasi adalah siklus Carnot.

1. Sistem dan Lingkungan

Termodinamika berhubungan dengan perubahan energi yang terjadi antara sistem dengan lingkungannya karena adanya suatu proses. Analisa dasar termodinamika diawali dengan pengertian sistem dan lingkungan. Sistem adalah kegiatan atau proses yang diperhatikan dalam suatu lingkungan. Lingkungan adalah semua hal di luar sistem. Lingkungan dan sistem dipisahkan oleh suatu batas sistem. Batas sistem ini dapat berupa batas nyata atau batas khayal. (Tambunan, 2007)

Sistem termodinamika dapat dibedakan menjadi tiga:

• Sistem terbuka (sistem dengan volume terkendali). Energi dan massa dapat berpindah melalui batas sistem
• Sistem tertutup (sistem dengan massa terkendali). Hanya energi yang dapat bepindah
• Sistem terisolasi adalah sistem tertutup yang tidak mengalami kontak, baik mekanik maupun termal, dengan lingkungannya, sehingga baik energi maupun materi tidak dapat berpindah melalui batas sistem. (Tambunan, 2007)

2. Hukum Termodinamika

• Analisa termodinamika berpedoman kepada Hukum Termodinamika, yaitu Hukum pertama dan Kedua Termodinamika. Hukum Termodinamika pertama menyatakan bahwa energi tak dapat diciptakan atau dimusnahkan, yang berarti bahwa jumlah energi yang terkandung dalam suatu sistem dan lingkungannya selalu tetap selama proses berlangsung. Hukum ini juga dapat diartikan bahwa energi dapat diubah menjadi bentuk energi lain, namun energi yang diubah ini tidak bisa seluruhnya.

Hukum pertama ini memberikan konsep adanya energi dalam suatu sistem (u). Jumlah energi dalam suatu benda selalu tetap jika tidak ada panas (q) maupun kerja yang dilakukan padanya (w). Perubahan energi dalam ditulis sebagai:

....................................(2.1)

Semua energi yang masuk kedalam sistem (panas dan kerja) bertanda positif. Jika kerja dan panas yang terjadi dikur dalam jangka waktu yang singkat maka persamaan 1 dapat ditulis menjadi

......................................(2.2)

Kerja dalam proses termodinamika dinyatakan sebagai perkalian antara tekanan dan perubahan volume.

....................................(2.3)

Jika energi yang terlibat dalam proses hanya energi panas, maka persamaan (2.3) dapat ditulis sebagai

......................................(2.4)

Penjumlahan energi dalam dengan perkalian tekanan dan perubahan volume disebut sebagai entalpi (h, kJ/kg)

.......................................(2.5)

• Hukum kedua termodinamika menelaskan apa yang belum dijelaskan pada hukum pertama, arah terjadinya perubahan. Pada hukum kedua, diperkenalkan suatu besaran, entropi, yang menyatakan tingkat keacakan atau keteraturan. Hukum kedua menyatakan bahwa proses akan berlangsung spontan ke arah yang semakin acak atau ke arah yang mnyebabkan naiknya tingkat entropi sistem dan lingkungannya. Contohnya pada batang yang berbeda suhu yang didekatkan. Batang yang panas akan memindahkan energinya ke batang yang lebih dingin hingga suhu keduanya sama. Tingkat keacakan menjadi lebih tinggi daripada saat sebelum kedua batang disentuhkan.

Proses yang menuju entropi yang lebih tinggi adalah proses yang tak mampu balik, karena arah sebaliknya tidak dapat berlangsung secara spontan. Proses yang mampu balik adalah proses yang berlangsung tanpa perubahan entropi (Δs=0).  Jika suatu proses dapat dikendalikan secara sempurna dan berlangsung secara mampu-balik maka akan menghasilkan jumlah maksimum energi yang dapat digunakan.  Pada kenyataannya, tidak ada proses yang sesempurna ini karena setiap konversi energi selalu diikuti dengan kehilangan energi. Entropi suatu sistem secara termodinamik dinyatakan sebagai

……………………… (2.6)

Pada proses adiabatik, dimana tidak ada panas yang berpindah, tidak terjadi perubahan entropi. Jika pada sistem terjadi reaksi kimia yang mempunyai entalpi perubahan sebesar DH, maka perpindahan panas antara sistem dengan lingkungan pada tekanan tetap adalah q=DT.

Definisi entropi secara statistik memungkinkan kita menghitung ketidak-teraturan sistem secara nyata dengan Persamaan Ludwig Boltzman berikut:

.....................................(2.7)

dimana W adalah banyaknya variasi cara untuk mendapatkan energi sistem melalui penyusunan atom atau molekul diantara status yang tersedia, sedangkan k adalah tetapan Boltzman, yaitu (Tambunan, 2007)
Hukum kedua termodinamika menghasilkan konsep eksergi,  yang didefinisikan sebagai energi minimum yang diperlukan oleh, atau energi maksimum yang dapat diambil dari, suatu proses tertentu. Melalui konsep eksergi, tingkat kegunaan dinyatakan sebagai bagian energi yang dapat dikonversi menjadi kerja mekanis. Penggunaan kaidah eksergi dalam analisa pendinginan dijelaskan pada bagian lain.

3. Properti, Status dan Fase Zat

Properti adalah sifat materi yang dapat dikur secara kuantitatif. Kerja dan pindah panas dapat diukur dan dihitung, namun kedua hal tersebut bukan properti. Properti termodinamika diukur berdasarkan suatu datum. Terdapat dua datum yang umum digunakan 00C dan -400C yang diukur pada tekanan 1 atm. Nilai salah satu properti dapat ditentukan dari dua properti lainnya, misalnya tekanan sebagai fungsi volume spesifik dan suhu, atau p=p(v,T), dan seterusnya. Properti yang umum digunakan untuk menyatakan status suatu sistem sederhana (zat murni yang hanya terdiri atas satu komponen) adalah tekanan (p; satuan Pa), volume spesifik (v; satuan m3/kg), suhu (T; satuan K), energi dalam spesifik (u; satuan kJ/kg), entalpi spesifik (h; satuan kJ/kg), dan entropi spesifik (s; satuan kJ/kg). Untuk sistem yang terdiri atas lebih dari satu zat yang tidak saling bersenyawa, penentuan nilai properti tersebut dapat dilakukan jika komposisi masing-masing zat di dalam sistem diketahui. (Tambunan, 2007)

Properti dapat digolongkan menjadi properti ekstensif, yaitu jika nilainya berubah akibat pembagian/pembelahan (seperti massa, volume, dan energi), dan properti intensif, yaitu jika nilainya tetap meskipun terjadi pembagian/pembelahan (seperti volume jenis, tekanan dan suhu) (Tambunan, 2007).

Kapasitas panas (c) adalah properti ekstensif yang sering dinyatakan dalam per satuan massa sehingga disebut sebagai kapasitas panas jenis.  Kapasitas panas jenis didefinisikan sebagai perubahan kandungan panas yang terjadi sebagai akibat perubahan suhu pada satu satuan massa zat tertentu.  Kapasitas panas jenis dapat berupa kapasitas panas jenis pada volume tetap (cv) dan pada tekanan tetap (cp), sesuai dengan kondisi yang ditetapkan.
cv dituliskan dalam persamaan:

..............................(2.8)

dan cp dapat dituliskan dengan persamaan:

.............................................................(2.9)

Hubungan antara kapasitas panas jenis suatu gas ideal pada tekanan tetap dengan pada volume tetap dapat ditentukan jika u, h, dan pV dinyatakan sebagai fungsi T. Bentuk diferensial persamaan [2-8] terhadap suhu adalah:

..................................................(2.10)

Sehingga, dengan memasukkan persamaan (8) dan (9), serta persamaan gas ideal pV=RT, akan diperoleh:

........................................(2.11)

Perbandingan kapasitas panas pada tekanan tetap terhadap kapasitas panas pada volume tetap (cp/cv) sering sangat bermanfaat untuk analisis sistem pendinginan. Untuk gas ideal nilai rasio kapasitas panas tersebut adalah:

                                                                           [2.12]

Fasa suatu zat dapat diketahui berdasarkan dua sifat yang berbeda. Jika nilai salah satu properti berubah maka dikatakan zat tersebut mengalami proses. Sifat yang umum dipakai adalah tekanan, suhu, dan volume. Ketiga sifat ini dapat digambarkan dalam satu grafik untuk mengetahui perbedaan fasa suatu zat. Bentuk grafik dapat dilihat pada gambar 2-1.  

Gambar 2.1. Permukaan p-v-T untuk zat yang mengembang pada saat membeku untuk mengetahui fasa zat.

Gambar diatas dpat diuraikan menjadi grafik dua dimensi untuk kegunaan yang khusus. Grafik volume-tekanan Status zat dapat ditunjukkan melalui grafik hubungan p, v, dan T, seperti dapat dilihat pada Gambar 2-2 untuk zat yang mengembang pada saat membeku (seperti air).  Pada diagram tersebut ditunjukkan bidang yang merupakan permukaan p-v-T dan terdiri atas tiga bidang satu fase (masing-masing: fase padat, fase cair, dan fase gas), tiga bidang dua fase (masing-masing: bidang padat-cair, cair-gas, dan padat gas), serta satu garis tiga fase (padat-cair-gas) yang sering juga disebut sebagai garis tripel. Bidang-bidang tersebut memberi semua kemungkinan keadaan seimbang yang dapat dicapai oleh suatu zat murni. Pada bidang dua fase, suhu dan tekanan saling terpaut, sehingga salah satu dapat berubah jika dan hanya jika yang lainnya berubah.  Dengan demikian, pada wilayah ini status tidak dapat ditentukan hanya berdasarkan tekanan dan suhu, tetapi dapat ditentukan berdasarkan volume jenis dengan suhu atau tekanan.

 (a)(b)
(c)
Gambar 2-2. Diagram p-T (a), diagram p-v (b), dan diagram T-v (c) untuk zat yang mengembang pada saat membeku

Proyeksi permukaan p-v-T terhadap bidang p-v, p-T, dan T-v untuk air ditunjukkan pada Gambar 2-2.  Pertemuan kedua garis jenuh tersebut dikenal dengan titik kritis, dan sering dinyatakan dalam suhu kritis, tekanan kritis, dan volume jenis kritis.  Suhu kritis suatu zat murni adalah suhu tertinggi pada mana fase cair dan gas dapat berada bersama-sama.  Titik kritik berbagai zat diberikan pada Lampiran 1. Jika permukaan p-v-T diproyeksikan menjadi bidang p-T maka diperoleh diagram fase, seperti diagram (a) pada kedua gambar di atas.  Pada diagram fase, wilayah dua fase berubah menjadi garis P-C, P-U, dan C-U.  Pertemuan ketiga garis tersebut disebut titik tripel.  Titik tripel air berada pada suhu 273.16 oC dan tekanan 0.6113 kPa.  Permukaan p-v-T dapat pula diproyeksikan menjadi bidang p-v dan T-v untuk keperluan tertentu.

Status jenuh (saturation state) adalah status zat saat terjadinya perubahan fase (sejak mulai hingga berakhir).  Fase merujuk kepada sejumlah zat yang mempunyai komposisi kimia dan struktur fisika yang serba-sama, baik dalam bentuk padatan, cairan, atau uap (gas).  Untuk tujuan keteknikan, fase gas dapat dibagi lagi menjadi uap dan gas sebenarnya.  Pembagian tersebut tidak terlalu tegas dan hanya didasarkan pada derajat kesesuaiannya pada kaidah gas ideal, dimana uap dianggap sebagai fase gas yang tidak sesuai dengan kaidah gas ideal.  Pada sistem refrigerasi, refrigeran berada pada keadaan cair atau uap, atau keduanya pada saat yang sama dengan proporsi tertentu.  Kebanyakan refrigeran yang bekerja pada fase gas berada pada kondisi yang sangat dekat dengan garis jenuh sehingga dapat digolongkan sebagai uap. Pada pembuatan dry-ice (karbon dioksida padat) ketiga fase tersebut dapat ditemukan secara bersama-sama.

B. Proses dan Siklus Termodinamika

Proses adalah perpindahan zat dari suatu status ke status lainnya yang masing-masing berada dalam keseimbangan.  Sistem yang tidak mengalami perubahan properti terhadap waktu disebut dalam status mantap (steady state), sedangkan yang mengalami perubahan disebut status tak-mantap (unsteady-state/transient). 

Keadaan seimbang adalah keadaan dimana tidak terjadi lagi perubahan (bersih) dalam sistem, atau antara sistem dengan lingkungannya.  Pada keadaan seimbang, suhu dan tekanan menjadi seragam dan tidak ada lagi gaya-gaya tak-seimbang yang bekerja di seluruh sistem.  Keseimbangan (equilibrium) secara termodinamik sulit didefinisikan sehingga sering harus dikelompokkan menjadi beberapa jenis keseimbangan, seperti keseimbangan mekanik, panas, fase dan kimia.  Jika suatu sistem tidak menunjukkan terjadinya perubahan, maka sistem tersebut dapat dikatakan berada pada status keseimbangan.  Proses nyata umumnya terjadi dalam keadaan tak-seimbang, sehingga sering didekati dengan keadaan seimbang-semu. Proses seimbang-semu (quasi-equilibrium process) adalah suatu idealisasi yang menganggap terjadinya perpindahan sangat kecil dari status keseimbangan.

Uap super panas mempunyai sifat seperti gas jika berada di bawah suhu kritisnya.  Beberapa proses yang dapat terjadi pada pemanasan dan ekspansi uap adalah sebagaimana yang dijelaskan berikut.  Proses volume tetap (isometric) adalah proses yang bekerja pada satu garis volume sehingga volume akhir sama dengan volume awal proses.  Proses tekanan tetap (isobaric) adalah proses yang bekerja pada satu garis tekanan sehingga tekanan akhir sama dengan tekanan awal proses.  Pada tekanan tertentu terdapat suhu jenuh yang tertentu pula sehingga di dalam wilayah yang dibatasi oleh garis jenuh cair dan uap proses tekanan tetap adalah juga proses suhu tetap (isothermic), yaitu proses yang bekerja pada satu garis suhu.  Proses cekik (throtling) terjadi jika terdapat penyempitan luas penampang aliran.  Pada proses ini tekanan akan berkurang akibat adanya gesekan dalam aliran, dan tidak terjadi kerja maupun perpindahan kalor.  Proses cekik dipergunakan untuk pendinginan dan pengeringan uap. 

Pada mesin-mesin refrigerasi, pencekikan refrigeran dilakukan dengan cara melewatkannya melalui suatu penampang saluran yang menyempit pada katup ekspansi atau melalui sebuah pipa kapiler yang panjang sehingga terjadi penurunan tekanan.  Dengan proses cekik suhu uap akan turun diikuti dengan peningkatan mutu uap, sebagian panas sensibel diubah menjadi panas laten dan uap menjadi bersifat super panas.

a. Siklus dan mesin panas

Gambar 2-3 adalah diagram suatu siklus dimana satu satuan massa gas mengalami pengembangan (ekspansi) dari keadaan 1 ke keadaan 2.  Pada saat tersebut kerja dilepas ke luar sebesar luasan 1-a-2-d-c-1.  Pada mesin nyata proses tidak dapat berlangsung hanya satu arah akan tetapi gas yang berada pada keadaan 2 harus dikembalikan ke keadaan 1 dengan suatu cara tertentu.  Proses dari keadaan 2 ke keadaan 1 disebut pengempaan (kompresi) dengan memberi kerja kepada gas.  Lintasan yang dilalui pada proses tersebut adalah 2-b-1, dan kerja yang harus diberikan tersebut adalah sebesar luasan 2-b-1-c-d.  Kerja bersih yang dilepaskan dari sistem tersebut adalah :

W = luasan 1-a-2-d-c - luasan 2-b-1-c-d = luasan 1-a-2-b-1 (luasan terarsir), atau :

                                                                            [2.13]

Gambar 2-3. Suatu siklus tertutup yang digambarkan pada diagram p-v

Dengan demikian, siklus adalah suatu perubahan keadaan yang melingkupi suatu luasan tertutup di dalam suatu diagram keadaan (p-V, T-s, dll).  Jika jumlah panas yang ditambahkan ke dalam suatu siklus adalah Qi dan jumlah panas yang dilepas adalah Qo maka kerja yang terjadi pada siklus tersebut dapat juga dituliskan sebagai :

                                                                      [2.14]

Siklus yang ditunjukkan di atas bekerja searah gerakan jarum jam, panas Qi diterima dan kerja W dilepas ke luar.  Dengan kata lain sebagian dari panas diubah menjadi kerja.  Mesin-mesin panas menghasilkan panas dengan cara tersebut.  Mesin panas diharapkan dapat mengubah sebanyak mungkin panas yang diterima menjadi kerja.  Perbandingan kerja yang dihasilkan dengan panas yang diterima disebut dengan efisiensi termal, yaitu :

                                                                [2.15]

b. Siklus terbalik dan mesin pendingin

Jika siklus pada gambar 2.3 bekerja pada arah terbalik (berlawanan arah gerakan jarum jam) seperti ditunjukkan pada gambar 2.4 maka arah panas dan kerja juga adalah sebaliknya.  Dengan cara demikian, kerja dari luar dikenakan pada gas, sedangkan panas dapat diambil dari sumber bersuhu rendah sebesar Qo dan dilepas pada sumber bersuhu tinggi sebesar Qi = W-Qo.  Siklus demikian disebut dengan siklus terbalik. 

Pada siklus terbalik, panas yang seharusnya mengalir secara alami dari sumber bersuhu tinggi ke sumber bersuhu rendah, dibalik sehingga panas dari sumber bersuhu rendah dialirkan ke sumber bersuhu tinggi dengan mengenakan kerja.  Siklus terbalik merupakan dasar kerja suatu mesin pendingin (refrigerator) dan pompa panas (heat pump).  Mesin pendingin adalah mesin yang digunakan untuk mendapatkan suhu dingin, sedangkan pompa panas adalah mesin yang digunakan untuk memperoleh panas dari sumber bersuhu rendah.  Istilah pompa panas digunakan sebagai analogi suatu pompa air yang digunakan untuk memperoleh air dari sumber pada lokasi yang lebih rendah.  Kinerja kedua mesin tersebut umumnya dinyatakan dengan tetapan penampilan (coefficient of performance; COP), yaitu :

Mesin pendingin :

                                                                               [2.16]

Pompa panas :

                                                                   [2.17]

Koefisien penampilan di atas dapat digunakan sebagai pembanding standar untuk mesin pendingin dan pompa panas dalam keadaan nyata.

Gambar 2.4. Siklus terbalik

Contoh Soal 2.1.

Tentukan entalpi dan energi dalam zat karbondioksida yang berada pada keadaan uap jenuh pada suhu dan tekanan seperti pada contoh soal 1., jika panas laten penguapannya adalah 320,52 kJ/kg dan volume jenis uap jenuh yang dihasilkan adalah 0,0382 m3/kg.

Jawab:
Panas laten penguapan adalah selisih antara entalpi pada keadaan uap jenuh dengan entalpi pada keadaan cair jenuh, atau:
                                                              
Karena Hl = 0, maka Hv = DH + 0 = 320,52 kJ/kg
Energi dalam dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan,
Uv = Hv - pVv = 320,52 - 103 (0,0382) = 282,32 kJ/kg

Contoh soal 2.2

Uap pada tekanan 10 bar dan mutu uap 0.9 dicekik hingga mencapai tekanan 2 bar.  Gunakan tabel uap untuk menentukan mutu uap akhir.

Jawab :                 
Pada p1 = 10 bar diperoleh T1 = 179.9 oC, hf1 = 762.81 kJ/kg, dan hg1 = 2778.1 kJ/kg
Pada p2 = 2 bar diperoleh T2 = 120.2 oC, hf2 = 504.70 kJ/kg, dan hg2 = 2706.7 kJ/kg
Dengan pers. [1-2] diperoleh h1 = hf1 + x1 (hg1 - hf1) = 762.81 + 0.9 (2015.29) = 2576.57 kJ/kg
Proses cekik terjadi secara adiabatik sehingga h1 = h2 = 2576.57 kJ/kg
Karena h2 < hg2 maka mutu uap x2 = (h2 - hf2)/(hg2 - hf2) = 2071.87/2202.0 = 0.94

• Entalpi. Jika suatu proses pada tekanan tetap dilakukan dengan tanpa adanya kerja yang dilakukan pada proses tersebut, maka panas yang dipindahkan per unit massa adalah entalpi zat tersebut. Entalpi selalu ditetapkan berdasarkan satu datum.
• Entropi, adalah ukuran keteraturan benda atau lingkungan.
• Kerapatan, adalah massa benda setiap unit volume (kg/m3). Kebalikan dari kerpatan adalah volume spesifik, volume benda setiap unit massa (m3/kg).
• Panas jenis (c), adalah jumlah energi yang digunakan untuk meningkatkan suhu 1 K setiap 1 kg zat (J/kg.K). Besarnya panas jenis bergantung pada proses yang dilakukan karenanya dikenal dua macam panas jenis, yaitu panas jenis dalam tekanan konstan dan volume konstan (cp dan cv).
• Panas laten, adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengubah fasa 1 kg zat (J/kg). Pada pemanasan air, saat air mencapai suhu 1000C, proses kenaikan suhu akan berhenti dan terjadi perubahan fasa air dari cair menjadi gas. Energi yang dibutuhkan untuk mengubah fasa inilah yang disebut sebagai panas laten suatu zat.

Siklus carnot pertama kali diperkenalkan oleh Sadi Carnot, ilmuwan Prancis (1796-1832) yang dikembangkan oleh Clayperon. Siklus Carnot merupakan siklus yang digunakan untuk analisa mesin panas, dimana untuk menghasilkan kerja, maka kalor dipindahkan dari suhu tinggi ke suhu rendah. Pada siklus pendinginan, hal ini dibalik, dimana tujuan akhirnya adalah mendapatkan keadan yang lebih dingin. Pembalikan ini digambarkan pada gambar berikut

Pada siklus Carnot asli, kerja dihasilkan dari berpindahnya panas dari suhu tinggi ke suhu rendah. (W = Qh-Ql). Pada mesin pendingin dibutuhkan kerja untuk memindahkan panas dari suhu rendah ke suhu tinggi (W=Ql-Qh). Efisiensi sutu mesin didefinisikan sebagai perbandingan hasil kerja dan usaha untuk mengasilkan kerja.

Pada siklus mesin panas efisiensi selalu bernilai kurang dari 1 (efisiensi = W/Qh = 1-Ql/Qh). Hasil dari siklus pendinginan adalah efek pendinginan yang terjadi (Ql) dan kerja yang diperlukan adalah sebesar W (Qh-Ql) dan karenanya efisiensi mesin pendingin selalu lebih besar dari satu (efisiensi= Ql/W)

APLIKASI TEKNIK PENDINGINAN ( BAB 1 )

BAB 1. APLIKASI TEKNIK PENDINGINAN

Tujuan Instruksional Khusus:

Mahasiswa mampu menjelaskan gambaran umum penerapan Teknik Pendinginan untuk pengkondisian udara, penyimpanan dingin dan pembekuan. Pokok bahasan ini mencakup sejarah singkat perkembangan sistem refrigerasi, yang meliputi jenis kompresi uap maupun jenis lainnya, hingga pada penerapannya khususnya dalam bidang pertanian dan tantangan yang dihadapi oleh industry pendinginan/pembekuan produk pertanian/pangan dewasa ini.

A. Sejarah Teknik Pendinginan

Sejarah teknik pendinginan berkembang sejalan dengan perkembangan peradaban manusia di wilayah sub-tropik.  Secara alamiah, manusia yang tinggal di wilayah sub-tropik menyadari bahwa bahan pangan yang mudah rusak ternyata dapat disimpan lebih lama dan lebih baik pada saat musim dingin dibandingkan dengan pada saat musim panas.  Kesadaran inilah yang memandu manusia pada saat itu mulai memanfaatkan “es alam” untuk memperpanjang masa simpan bahan pangan yang mudah rusak.

Penggunaan es alam ini bahkan masih dilakukan hingga abad ke-20, dan bahkan menurut catatan IIR (Intenational Institute of Refrigeration) hingga awal abad ke-20 penggunaan es alam masih lebih banyak dibandingkan “es buatan”. Es alam adalah es yang dihasilkan tanpa peralatan refrigerasi, baik yang diperoleh dari sungai atau danau yang membeku pada musim dingin atau yang sengaja dibekukan secara alamiah akibat radiasi termal dari permukaan air ke langit.

Gambar 1-1. Mesin pendingin evaporatif rancangan Leonardo da Vinci (Pita, 1981)

Di wilayah dengan kelembaban udara yang rendah, seperti Timur Tengah, sejarah pendinginan dimulai dengan pendinginan evaporatif, yaitu dengan menggantungkan tikar basah di depan pintu yang terbuka untuk mengurangi panasnya udara dalam ruangan.  Pada abad ke-15, Leonardo da Vinci telah merancang suatu mesin pendingin evaporatif ukuran besar.  Konon, mesin ini dipersembahkan untuk Beatrice d’Este, istri Duke of Milan (Pita, 1981).  Mesin ini mempunyai roda besar, yang diletakkan di luar istana, dan digerakkan oleh air (sekali-sekali dibantu oleh budak) dengan katup-katup yang terbuka-tutup secara otomatis untuk menarik udara ke dalam drum di tengah roda.  Udara yang telah dibersihkan di dalam roda dipaksa keluar melalui pipa kecil dan dialirkan ke dalam ruangan (Gambar 1-1).

Perkembangan teknik pendinginan selanjutnya masih terjadi secara tidak sengaja, yaitu penggunaan larutan air-garam untuk mendapatkan suhu yang lebih rendah.  Menurut catatan Ibn Abi Usaibia, seorang penulis Arab, penggunaan larutan air-garam ini sudah dilakukan di India sekitar abad ke-4. Garam yang digunakan pada larutan tersebut adalah potasium nitrat, sebagaimana dicatat oleh seorang dokter Italia bernama Zimara pada tahun 1530 dan dokter Spanyol bernama Blas Villafranca pada tahun 1550. Fenomena pencampuran garam pada salju untuk mendapatkan suhu lebih rendah baru dapat dijelaskan oleh Battista Porta pada tahun 1589 dan Trancredo pada tahun 1607.

Gambar 1-2. Robert Boyle

Teknik pendinginan mulai berkembang secara ilmiah sejak abad ke-17, dimulai dari penelitian tentang pemantulan melalui efek panas dan dingin yang dilakukan oleh Robert Boyle (1627-1691) di Inggris dan Mikhail Lomonossov (1711-1765) di Rusia. Selanjutnya, penelitian mengenai termometri yang dimulai oleh Galileo dikembangkan kembali oleh Guillaume Amontons (1663-1705) di Perancis, Isaac Newton (1642-1727) di Inggris, Daniel Fahrenheit (1686-1736) orang German yang bekerja di Inggris dan Belanda, René de Réaumur (1683-1757) di Perancis dan Anders Celsius (1701-1744) di Swedia. Tiga ilmuwan yang disebutkan terakhir merupakan penemu sistem skala pengukuran suhu, dan masing-masing namanya diabadikan pada sistem skala tersebut yaitu Fahrenheit, Reaumur dan Celsius.  Setelah Anders Celsius menemukan termometer skala centesimal pada tahun 1742 di Swedia, disepakati bahwa sistem skala yang digunakan pada Sistem Internasional adalah Celsius.

Pada awal abad ke-18, William Cullen (1710-1790) menemukan terjadinya penurunan suhu pada saat ethyl ether menguap. Cullen, bahkan, pada tahun 1755 berhasil mendapatkan sedikit es dengan cara menguapkan air di labu uap. Murid dan penerus Cullen, yaitu seorang Scotland yang bernama Joseph Black (1728-1799) berhasil menjelaskan pengertian panas dan suhu, sehingga sering dianggap sebagai penemu kalorimetri. Bidang ini akhirnya dikembangkan dengan sangat baik oleh para ilmuwan Perancis, seperti Pierre Simon de Laplace (1749-1827), Pierre Dulong (1785-1838), Alexis Petit (1791-1820), Nicolas Clément-Desormes (1778-1841) dan Victor Regnault (1810-1878). 

B. Perkembangan Mesin Pendingin Sistem Kompresi Uap

Tulisan Sadi Carnot (1796-1832), seorang Perancis, yang sangat terkenal pada tahun 1824 menjadi inspirasi bagi banyak penelitian yang dilakukan mengenai berbagai konsep termodinamika dan sistem pendinginan, termasuk James Prescot Joule (Inggris, 1818-1889), Julios von Mayer (Jerman, 1814-1878), Herman von Helmholtz (Jerman, 1821-1894), Rudolph Clausius (Jerman, 1822-1888), Ludwig Boltzmann (Austria, 1844-1906), dan William Thomson (Lord Kelvin, Inggris, 1824-1907).

Gambar 1-3. Sadi Carnot

Penemuan-penemuan di atas menjadi awal yang sangat berharga dalam sejarah penemuan mesin-mesin pendinginan dan zat-zat pendinginnya. Perkembangan ini dimulai dengan mesin pendingin mekanis, setelah seorang Amerika bernama Oliver Evans (1755-1819) mampu menjelaskan siklus refrigerasi kompresi uap. Pada tahun 1835, seorang Amerika lainnya yang bekerja di Inggris yaitu Jacob Perkins (1766-1849) berhasil mendapatkan paten untuk mesin pendingin temuannya yang bekerja berdasarkan siklus kompresi uap tersebut.

Gambar 1-4. Siklus Refrigerari Kompresi Uap

Fluida kerja (refrigeran) yang digunakan Perkins pada mesin pendinginnya tersebut adalah ethyl ether.  James Harrison (1816-1893), seorang Skotlandia yang pindah ke Australia, berhasil membuat mesin pendingin yang dapat bekerja dengan baik pada skala industrial.  Mesin tersebut dipatenkan oleh Harrison pada tahun 1855, 1856, dan 1857.  Mesin pendingin Harrison, yang diproduksi di Inggris, masih menggunakan ethyl ether sebagai fluida kerja, dan mampu menghasilkan es maupun larutan pendingin (refrigeran sekunder).

Dengan ditemukannya mesin pendingin sistem kompresi uap, terjadi perkembangan yang cepat dalam penemuan zat-zat pendingin (refrigeran).  Charles Tellier (1828-1913), seorang Perancis, memperkenalkan penggunaan dimethyl ehter sebagai refigeran.  Pada tahun 1862, Tellier juga meneliti penggunaan amonia (NH3) sebagai refrigeran, meskipun penggunaannya secara luas pada skala industrial baru dapat dilakukan oleh seorang Jerman Carl von Linde (1842-1934). Refrigeran amonia masih banyak digunakan hingga sekarang, khususnya pada industri pembekuan pangan. 

Thaddeus Lowe (1832-1913) mulai menggunakan karbon-dioksida (CO2) sebagai refrigeran. Meskipun sempat ditinggalkan, penggunaan karbon-dioksida belakangan ini kembali dikembangkan sebagai refrigeran yang ramah lingkungan. Sulfur-dioksida (SO2) pertama kali digunakan sebagai refrigeran oleh ahli fisika Swiss Raoul Pierre Pictet (1846-1929), tetapi akhirnya tidak digunakan lagi sesaat sebelum perang dunia II.  Metil-klorida (Ch3Cl) juga digunakan oleh orang Perancis C. Vincent  sebagai refrigeran pada tahun 1878, meskipun akhirnya hilang dari peredaran pada tahnun 1960-an.

Didasarkan pada hasil penelitian Swarts yang dilakukan selama kurun 1893-1907 di Ghent, suatu tim peneliti Frigidaire Corporation di Amerika, yang dipimpin oleh Thomas Midgley berhasil mengembangkan refrigeran fluoro-carbon pertama pada tahun 1930.  Refrigeran fluoro-carbon dianggap sebagai refrigeran yang aman karena tidak bersifat toksik dan tidak mudah terbakar.  Refrigeran CFC (chloro-fluoro-carbon) pertama, yaitu R12 (CF2Cl2) mulai dilepas ke pasar pada tahun 1931, diikuti dengan refrigeran HCFC (hidro-chloro-fluoro-carbon) pertama, yaitu R22 (CHF2Cl) pada tahun 1934.  Pada tahun 1961, campuran azeotropik pertama, yaitu R502 (R22/R115), diperkenalkan ke pasar sebagai refrigeran.  

Refrigeran CFC, khususnya R12, dianggap sebagai zat yang sangat istimewa sebagai fluida kerja mesin pendingin sistem kompresi uap, hingga pemenang Nobel dari Amerika (F.S. Rowland dan M.J. Molina) mempublikasikan hasil penelitiannya pada tahun 1974.  Rowland dan Molina menyimpulkan bahwa klorin yang dilepaskan oleh zat halogenasi hidrokarbon menyebabkan terjadinya perusakan lapisan ozon di angkasa.  Untuk menganggapi temuan ini, pada tahun 1987 telah disepakati Protokol Montreal mengenai pelarangan penggunaan zat-zat yang bersifat merusak lapisan ozon.

Refrigeran CFC dan HCFC termasuk pada kategori zat perusak ozon, sehingga penggunaannya sebagai refrigeran juga dilarang.  Sebagai gantinya, disarankan penggunaan HFC (hidro-fluoro-carbon), yaitu refrigeran yang dihalogenasi tapi tidak diklorinasi.  Akan tetapi, refrigeran HFC, baik yang murni (R134a) maupun campurannya (R410A, R407A, R404A, dll), juga menimbulkan efek lingkungan yaitu pemanasan global.  Pada Protokol Kyoto, yang ditanda-tangani pada 11 Desember 1997, refrigeran HFC termasuk zat yang dilarang peredarannya karena menyebabkan pemanasan global.  Indonesia, sebagai negara yang ikut meratifikasi Protokol Montreal maupun Protokol Kyoto, berkewajiban untuk melaksanakan setiap fasal dalam protokol yang disepakati tersebut.

Perkembangan lain dalam sistem kompresi uap adalah pada komponen peralatannya.  Pada awalnya mesin pendingin sistem kompresi uap menggunakan kompresor dengan piston yang besar dan lambat, tetapi sejak akhir abad ke-19 berubah menjadi lebih ringan dan cepat.  Pada tahun 1934 A. Lysholm berhasil mengembangkan kompresor ulir dengan rotor ganda di Swedia, sedangkan pada tahun 1967 B. Zimmern mengembangkan kompresor ulir rotor tunggal di Perancis.

Gambar 1-5. Kompresor

Kompresor scroll sebenarnya telah dipatenkan oleh seorang Perancis bernama Leon Creux pada tahun 1905, tetapi baru dapat dikembangkan pada tahun 1970-an.  Kompresor sentrifugal dikembangkan atas dasar penelitian seorang Perancis bernama Auguste Rateau tahun 1890 dan orang Amerika bernama Willis Carrier tahun 1911.  Kompresor hermetik dikembangkan untuk mengatasi kebocoran refrigeran oleh Father Audiffren pada tahun 1905 di Perancis, dan digunakan sangat banyak saat ini.

C. Perkembangan Sistem Pendingin Lainnya

Perkembangan sistem pendingin selain sistem kompresi uap dipicu oleh kemajuan yang dicapai dalam bidang termodinamika yang sangat pesat pada abad ke-19.  Kemajuan ini dimulai dari penelitian mengenai gas oleh ahli fisika Inggris Boyle, disusul oleh Edme Mariotte (1620-1684), Jacques Charles (1746-1823) dan Louis Joseph Gay-Lussac (1778-1850), hingga penelitian mengenai mesin uap yang dilakukan oleh orang Skotlandia bernama James Watt (1736-1819).  Ilmuwan Perancis Sadi Carnot (1796-1832) akhirnya mempublikasikan hasil karyanya yang menjadi inti Hukum Termodinamika Kedua pada tahun 1824.  Berbagai penelitian mengenai teknik pendinginan sangat banyak dilakukan sebagai dampak dari kemajuan termodinamika ini.

Disamping mesin pendingin sistem kompresi uap, sebagaimana dijelaskan di atas, berbagai sistem pendingin lain juga ditemukan selama abad ke-19.  Salah satu diantaranya adalah sistem pendingin siklus gas yang muncul akibat penemuan ”mesin udara” siklus terbuka oleh John Gorrie (1803-1855), seorang dokter Amerika.  Gorrie mematenkan penemuan tersebut setelah berhasil mendiningkan brine ke suhu -7 oC pada tahun 1850 dan 1851.  Alexander Kirk (1830-1892) berhasil mengembangkan mesin siklus tertutup yang dapat mendinginkan hingga suhu -13 oC pada tahun 1864.  Mesin ini didasarkan pada motor udara panas yang dikembangkan oleh pastor Skotlandia Robert Stirling pada tahun 1837.

Gambar 1-6. Termoelectric cooling

Pada tahun 1834, Ahli fisika Perancis Jean Charles Peltier (1785-1845) menemukan bahwa aliran arus searah yang melalui jembatan dua logam dapat menyebabkan pendinginan pada salah satu logam dan pemanasan pada logam lainnya.  Sampai tahun 1940-an, sistem termoelektrik hanya dianggap sebagai keingin-tahuan ilmiah, hingga berkembangnya pengetahuan mengenai semi-konduktor.  Akan tetapi, hingga sekarang penggunaan sistem pendingin termoelektrik secara komersial relatif sangat kecil.

Salah satu sistem pendingin yang berkembang dengan baik, disamping sistem kompresi uap, adalah sistem absorbsi.  Mesin pendingin sistem absorbsi kontinyu yang pertama ditemukan pada tahun 1859 oleh seorang Perancis bernama Ferdinand Carré (1824-1900). Mesin temuan Carré ini menggunakan air sebagai absorber dan amonia sebagai refrigeran.  Sistem absorbsi tak-kontinyu sebenarnya lebih dulu dikembangkan (hasil temuan saudara Ferdinand Carré yang bernama Edmond Carré pada tahun 1866), tetapi tidak terlalu berhasil.  Pada tahun 1913, seorang Jerman bernama Edmund Altenkirch berhasil mempelajari dan menjelaskan sifat termodinamik sistem ini dengan rinci.  Pada tahun 1940-an, sistem absorbsi dengan litium-bromida sebagai absorber dan air sebagai refrigeran berhasil dikembangkan di Amerika, sebagai modifikasi dari sistem yang dikembangkan oleh Carré.  Sistem absorbsi litium-bromida-air ini banyak digunakan dalam bidang pengkondisian udara.

D. Aplikasi Teknik Pendinginan

Refrigerasi (pendinginan) adalah suatu sistem yang mengambil panas dari suatu benda atau ruangan yang bersuhu lebih rendah dari lingkungan alamiahnya. Bangsa Romawi dan Cina mengambil es dan salju untuk digunakan sebagai penyejuk udara saat musim panas. Bangsa Mesir meletakkan bejana air di atap rumah pada malam hari untuk mendinginkannya. Terlihat bahwa usaha untuk mendinginkan bahan atau udara telah ada sejak dahulu. Peradaban yang maju membuat teknik pendinginan semakin berkembang

Terdapat dua bidang pendinginan yang saling terkait dalam pendinginan yaitu bidang refrigerasi dan pengkondisian udara. Aplikasi teknik pendinginan dapat dijumpai di berbagai bidang. Di bidang industri, pengkondisian udara digunakan untuk mendapatkan suhu dan kelembaban yang nyaman bagi pekerja.

Gambar 1-7. AC untuk tranportasi

Beberapa sistem dirancang untuk mendapatkan kondisi udara dimana debu hampir tidak ada (ruang steril) seperti pada industri elektronika. Industri percetakan perlu udara dengan tingkat kelembaban tertentu sehingga kertas tidak menggumpal dan tinta cepat kering. Kelembaban yang tinggi juga dapat menyebabkan terjadinya korsleting. Perkantoran dan perumahan saat ini umum menggunakan AC untuk menambah kenyamanan ruangan.

Gambar 1-8. AC untuk Gimnaisum

Di negara sub-tropis, pengkondisian juga meliputi pemanasan ruangan saat musim dingin. Keinginan manusia untuk berkendara dengan nyaman membuat sistem pendinginan juga dijumpai di mobil dan kendaran angkutan lainnya. Industri pertanian saat ini umum menggunakan sistem cold chain untuk menjaga mutu produk. Sistem pendinginan ini biasanya digunakan untuk produk yang mudah busuk dan banyak mengandung air, seperti daging, sayur dan buah. Untuk mendapatkan umur simpan yang lebih lama, pembekuan digunakan untuk membekukan produk.

Gambar 1-8. Pendinginan buah

Produk yang dibekukan dapat kembali ke keadaan semula umumnya dengan perlakuan panas. Di toko-toko, bahan pertanian ini juga ditampilkan pada rak berpendingin Pendinginan juga dikenal dalam proses pengolahan makanan.  Es krim, dibuat dengan membekukan susu setelah proses pasteurisasi dan pencampuran dilakukan.

Gambar 1-9. Ice cream

Produk pangan lain yang membutukan pendinginan antara lain susu, keju, jus buah. Industri roti juga menggunakan pendinginan untuk menyimpan adonan roti sehingga roti lebih cepat disajikan dan mengurangi kerugian toko roti karena adanya adonan yang tidak dibakar. Industri kimia menggunakan teknik pendinginan untuk memisahkan gas, pengembunan gas, penghilangan kalor reaksi, pemisahan zat dari campurannya dan untuk menjaga tekanan. Teknik pendinginan juga digunakan pada bidang lainnya seperti konstruksi, pembuatan es batu, dan arena olahraga

Gambar 1-10. Produk horitultura di supermarket

E. Tantangan Industri Pendinginan dan Pembekuan Pangan

Teknik refrigerasi adalah teknik pengambilan panas dari suatu benda atau ruangan yang bersuhu lebih rendah dari lingkungan alamiahnya.  Teknik refrigerasi merupakan penerapan termodinamika dan perpindahan panas/massa, yang termasuk dalam cakupan bidang konversi energi.  Salah satu jenis mesin refrigerasi yang umum digunakan pada zaman sekarang adalah jenis kompresi uap.  Mesin pendingin jenis ini bekerja secara mekanik dan perpindahan panas dilakukan dengan memanfaatkan sifat refrigeran yang berubah dari fase cair ke fase gas (uap) kemudian ke fase cair kembali secara berulang. 

Gambar 1-11. Chilling injury

Proses pendinginan merupakan proses yang populer untuk penyimpanan produk-produk pertanian.  Dengan menurunkan suhu suatu produk, aktivitas enzim dan mikroba yang ada akan berkurang, sehingga penurunan mutu atau kerusakan dapat dihambat.  Pada buah-buahan atau sayur-sayuran, pengendalian proses pendinginan merupakan faktor kritis karena dapat menyebabkan chilling injury bila dibawah suhu tertentu.   Pembekuan merupakan pendinginan sampai titik beku air dengan tujuan yang sama.  Pada umumnya produk beku akan mempunyai ketahanan yang lebih lama, namun tidak semua produk pertanian cocok dengan proses ini.

Pustaka:

• Pita, E.G., 1981, Air Conditioning Principles and Systems – An Energy Approach, John Wiley & Sons, Inc.
• Stoecker, W.F., and Jones, J.W., 1987, Refrigeration and Air conditioning, 2nd ed., McGraw-Hill International Edition, Singapore
• Tambunan, A.H., Teknik Pendinginan (diktat kuliah)
• IIR Thematic File, A Brief History of Refrigeration, http://www.iifiir.org/2endossiers_dossiers_histoire.htm#_ftn

Penyejuk udara

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

(Dialihkan dari Air Conditioner)

Pendingin udara modern.

Penyejuk udara, pendingin ruangan, pengkondisi udara, penyaman udara, erkon, atau AC (bahasa inggris): air conditioner) adalah sistem atau mesin yang dirancang untuk menstabilkan suhu udara dan kelembapan suatu area (yang digunakan untuk pendinginan maupun pemanasan tergantung pada sifat udara pada waktu tertentu).
Umumnya menggunakan siklus refrigerasi tapi kadang-kadang menggunakan penguapan, biasanya untuk kenyamanan pendingin di gedung-gedung dan kendaraan bermotor
Konsep pendingin udara diketahui telah diterapkan di Romawi Kuno dan Persia abad pertengahan. Pendingin modern muncul dari kemajuan dalam ilmu kimia selama abad 19, dan pendingin udara skala besar listrik pertama ditemukan dan digunakan pada tahun 1902 oleh Willis Haviland Carrier.

Perkembangan

Romawi kuno

Pada masa itu air disalurkan melalui terowongan air dan diedarkan di dinding rumah-rumah tertentu untuk mendinginkan rumah mereka.

Gambaran sederhana siklus dingin. 1: kondensor, 2: katup ekspansi, 3: evaporator, 4: kompresor.

Persia abad pertengahan

Teknik yang dipakai di persia pada masa itu serupa dengan teknik Romawi kuno, mereka melibatkan penggunaaan dari tangki air dan menara angin untuk mendinginkan bangunan selama musim panas.

Abad 19

--------------------------

Sekarang

Seiring dengan perkembangan zaman, perusahaan-perusahaan elektronik mulai membuat AC dengan teknologi yang dapat membunuh virus dan bakteri juga menghemat biaya listrik. Plasmacluster dan Inverter merupakan teknologi yang saat ini digunakan oleh produsen AC. Plasmacluster dirancang dapat membunuh virus dan bakteri di dalam ruangan, sementara inverter dikatakan dapat menghemat energi lebih dari 10%.

Sumber: Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Tips Atau Cara Memilih Ac yang baik dan hemat Listrik Tips Atau cara memilih Ac yang baik dan benar

Tips Atau Cara Memilih Ac yang baik dan hemat Listrik

Tips Atau cara memilih Ac yang baik dan benar 

Memilih Ac yang benar perlu kita perhatikan
karena jika salah memilih Ac maka akan sangat merugikan kita sendiri.-

Berikut ini adalah tips atau cara memilih AC yang benar:

•  Step Pertama 

Amankah daya dan instalasi listrik di rumah anda...?

  1.  Amankah daya yang terpasang di rumah anda saat ini jika di pasang ac..?
termasuk saat terjadi starting pertama AC di hidupkan.





  2.  Jika usia instalasi listrik rumah anda di atas 10 Tahun sebaiknya panggil instalatir untuk mengeceknya karena daya listrik yang di butuhkan satu AC cukup besar,sehingga di takutkan terjadinya overload pada kabel/ memanasnya kabel yang menimbulkan konslet.

 

•  Step Kedua 

Jika anda memiliki budget lebih coba pikirkan untuk AC inverter.
AC inverter hemat jika Ruang tersebut Tertutup / Tidak banyak aktifitas keluar masuk pintu yang akan menyebabkan tidak akan tercapainya suhu yang diinginkan dan membuat AC lebih boros dibandingkan non inverter.
AC Non inverter hemat jika Perhitungan PK dan penyetelan suhu yang tepat
AC non inverter direkomendasikan untuk ruangan yang banyak aktifitas keluar masuk pintu, karena kerja kompressor tetap sama tanpa ada kenaikan Watt (daya). AC inverter memakai 3 Kabel ~ power to outdor unit.
Jika Step kedua ini sudah aman saatnya menuju ke step tiga :D

•  Step Ketiga 

Tentukan Unit indoor dan outdoor yang akan dipasang.
Jika rumah anda memakai fentilasi/jendela, Tutup dengan karton/plastik untuk meningkatkan efisiensi AC tersebut
Untuk Unit Indoor sebaiknya tidak di letakan diatas pintu dan panjang pipa tidak lebih dari 15 meter dari Indoor ke Outdoor. Hal yang terpenting pada orang yang baru memasang AC. AC ini mengeluarkan air hasil kondensasi sebaiknya tentukan pemasangan pipa pembuangannya juga.
Untuk menghindari getaran unit outdoor jangan letakan outdoor setembok dengan indoor. Untuk unit outdoor sebaiknya diletakan diruang terbuka dan dapat di jangkau untuk di maintance.

•  Step Keempat 

  1. Pilih AC yang memiliki fitur kesehatan bagi tubuh,
seperti Plasma Filter, plasmacluster, plasmaster, nanoe-g mengapa..?
Fitur tersebut dapat menghindari terjadinya pertumbuhan virus, bakteri dan jamur walaupun tidak semua bakteri tersebut mati, namun setidaknya 85% ruang tersebut steril dari bakteri dan virus. Terutama jika ruangan tersebut ada Bayi wajib halnya memilih AC yang berteknologi health care.





  2. Pilih AC yang memiliki flat panel yang memungkinkan serasi dengan design ruangan anda.

  3. Pilih AC yang memiliki fitur Quiet , Quiet bekerja akan mengurangi suara kecepatan kipas unit indoor dan membuat tidur menjadi lebih nyenyak.  4. Pilih AC yang memiliki auto 4 wind, air flow yang memungkinkan udara akan didistribusikan keseluruh ruangan, swing akan keatas-kebawah dan kekiri-kekanan secara otomatis. 
  5.  Pilih AC yang memiliki fitur auto cleaning, auto cleaning akan mengeringkan unit indor secara otomatis ketika unit AC di matikan.
  6.  Pilih AC yang memiliki fitur low voltage, low voltage berguna pada listrik rumah yang mengalami gangguan voltage yang tidak stabil.
  7.  Pilih AC yang memiliki anti korosi pada indoor dan outdoor.

•  Steep kelima 

Pilihan Type dan Model Sesuai keingingnan anda, pilihlah AC yang memiliki EER tinggi namun dengan BTU/h yang standar.

Coba kita ambil contoh

Pada AC LG Hercules Mini 260 Watt hanya memiliki 4.500 BTU/h yang artinya AC ini di pakai pada ruangan yang memiliki ukuran tidak lebih dari 10 m2. Jika daya rumah di bawah 900 VA lebih baik memilih ac dengan tipe lowwat seperti AC sharp sayonara panas V , sharp pada tipe ini menggunakan kondensor yang lebih besar dan Tekanan Freon yang lebih tinggi +- 100 Psi untuk meningkatkan EER tanpa mengurang BTU/H nya, atau jika daya rumah di atas 1.300 dan di gunakan pada ruangan yang tertutup sebaiknya memilih brand LG, Daikin, Sharp, karena pada tiga brand tersebut meiliki CFF (Cross Flow Fan) yang lebih besar 100-110 mm dan EER yang lebih rendah

•  Step keenam 

Awasin dalam pemasangan AC tersebut, karena saya pernah mengalami saat pemasangan AC, freon yang seharusnya full di kurangi dengan membuang separo isi freon dalam AC saya, dan tukang tersebut akan menunjukan jarum manidfold bahwa freon tersebut kurang dan meminta untuk diisi ulang.
Namun tidak semua maintance berbuat curang seperti ini!

•  Step ketujuh 

Tips hemat listrik
-Atur suhu diatas 22 C
-Atur kecepatan kipas pada kecepatan Medium
-Cuci filter AC setiap 1 minggu sekali
-Cuci seluruh unit indoor & outdoor setiap 6 bulan sekali
-Lakukan pengecekan/maintance unit setiap 10 Bulan sekali untuk menghindari terjadinya overload yang akan berakibat membludaknya tagihan listrik
  

TIPS MERAWAT AC RUANGAN

     Bila rumah Anda menggunakan pendingin ruangan atau air conditioner (AC), jangan lupa untuk merawatnya secara rutin. Sebab AC yang tidak dirawat secara berkala dan seksama, tal hanya menimbulkan polusi udara tapi juga menjadi tempat penyebaran penyakit, salah satunya masalah pernapasan.

AC yang kotor akibat jarang dibersihkan, dapat menyimpan berbagai virus dan bakteri yang secara terus menerus menyebar ke seluruh ruangan dan masuk ke indera penciuman para penghuninya. Akibatnya, si penghuni pun akan mengalami sakit atau infeksi berulang kali.

  Berikut perawatan yang sebaiknya Anda lakukan agar AC dapat bekerja optimal dan tahan lama:

1.Lakukan perawatan rutin

  Agar lebih aman, rawatlah AC dengan memanggil teknisi pembersih AC yang dipercaya minimal enam bulan sekali. Perawatan ini tak hanya demi kesehatan keluarga, tapi juga untuk memastikan AC menjadi lebih panjang umur dan hemat biaya bulanan listrik.

2.Selektif dalam penggunaan 

   Minimalkan potensi gangguan kesehatan dengan seselektif mungkin penggunaan AC, sebab bila di ruangan yang sama terdapat anggota keluarga yang sakit, virus dan kumannya dapat terbantu penyebarannya melalui AC.Jadi bila ada anggota keluarga yang sakit flu, misalnya, usahakan seminimal mungkin menggunakan AC. Saran ini juga berlaku bila ada salah satu anggota keluarga yang merokok di dalam ruangan atau bila ruangan dan perabotannya tengah dibersihkan.

 

3.Rawat kebersihan AC 

   Periksalah komponen saringan (filter) udara pada AC, minimal sebulan sekali. Penyaring udara yang kotor akan menghambat proses sirkulasi udara dan menjadi tempat yang nyaman bagi kuman, bakteri maupun jamur.Bakteri inilah yang akan mengalir ke bagian evaporator coil (gulungan penguap) kemudian menyebar kembali ke seluruh ruangan. Komponen AC yang kotor dapat mempengaruhi kinerja sistem pendingin menjadi lebih berat, sehingga tidak menghasilkan dingin yang maksimal dan boros.

4.Periksa kondensor AC 

   Pastikan kondensor yang terletak di luar rumah bersih dari debu, semak belukar dan dedaunan. Bila ingin membersihkan, matikan dulu AC dan bersihkan debu yang menempel dengan menggunakan vacuum cleaner.

Pastikan alat kondensor yang terletak di luar rumah bersih dari debu, semak-semak atau dedaunan. Tentu saja, sebelum Anda melakukannya, matikan pendingin ruangan terlebih dahulu. Anda dapat membersihkan debu dari kondensor tersebut dengan menggunakan vacuum cleaner.

5.Matikan AC jika tidak diperlukan 

   Bila bepergian atau ruangan tidak digunakan, jangan lupa untuk mematika AC. Meski pengoperasiannya cukup mudah, karena sudah disediakan remote control, tapi perawatan yang satu ini kerap diabaikan.Bila udara tidak terlalu panas, usahakan untuk mematikan sekitar satu atau dua jam dalam sehari. Bila perlu gunakan reminder atau timer yang terdapat dalam fasilitas AC. Ketika AC sudah dimatikan, buka lebar-lebar jendela dan pintu agar terjadi pertukaran udara.

 

 (tr/ berbagai sumber)