BAB II

DASAR TEORI

2.1PendahuluanPerkembangan siklus refrigerasi dan perkembangan mesin refrigera simerintis jalan bagi pertumbuhan dan penggunaan mesin penyegaran udara (air conditioning). Teknologi ini dimulai oleh Cagniard de la Tour (Perancis, 1823) yang melakukan penelitian tentang keadaan kritis dan gas eter. Kemudian dilanjutkan oleh Humphrey Dary dan asistennya M.Faraday (Inggris, 1824), merupakan orang pertama yang berhasil menemukan cara mencairkan gas ammonia. Prinsip dasar silus refrigerasi dikembangkan oleh N.L.S. Carnot (Perancis, 1824). Selanjutnya Joseph Mc.Creaty (Amerika, 1897), yang pertama membuat instalasi pendingin yang dinamai mesin pencuci udara (air washer), yaitu suatu sistem pendingin yang mempergunakan percikan air. Sedangkan Dr. Willis Hariland Carier (Amerika, 1906) dan kemudian dipatenkan pada tahun 1911, membuat alat pengatur temperatur dan kelembaban udara.Refrigerasi merupakan suatu proses penarikan kalor dari suatu benda/ruangan ke lingkungan sehingga temperatur benda/ruangan tersebut lebih rendah dari temperatur lingkungannya. Sesuai dengan konsep kekekalan energi, panas tidak dapat dimusnahkan tetapi dapat dipindahkan.Sehingga refrigerasi selalu berhubungan dengan proses-proses aliran panas dan perpindahan panas.

Pada dasarnya sistem refrigerasi dibagi menjadi dua, yaitu:1. Sistem refrigerasi mekanikSistem refrigerasi ini menggunakan mesin-mesin penggerak atau dan alat mekanik lain dalam menjalankan siklusnya. Yang termasuk dalam sistem refrigerasi mekanik di antaranya adalah:

a. Siklus Kompresi Uap (SKU)b. Refrigerasi siklus udarac. Kriogenik/refrigerasi temperatur ultra rendahd. Siklus sterling

2. Sistem refrigerasi non mekanikBerbeda dengan sistem refrigerasi mekanik, sistem ini tidak memerlukan mesin-mesin penggerak seperti kompresor dalam menjalankan siklusnya. Yang termasuk dalam sistem refrigerasi non mekanik di antaranya:a. Refrigerasi termoelektrikb. Refrigerasi siklus absorbsic. Refrigerasi steam jetd. Refrigerasi magnetice. Heat pipe

Dewasa ini, penerapan siklus-siklus refrigerasi hampir meliputi seluruh aspek kehidupan kita sehari-hari.Industri refrigerasi dan tata udara telah berkembang sangat pesat dan sangat variatif, demi memenuhi kebutuhan pasar yang sangat bervariasi.

Pada daerah tropis seperti Indonesia, yang mempunyai temperatur dan kelembaban udara yang relatif tinggi, sistem pengkondisian udara didominasi dengan menurunkan temperatur dan kelembaban udara. Untuk melakukan tugas ini, digunakan siklus kompresi uap yang digerakkan oleh kompresor dan menggunakan listrik sebagai sumber utamanya. Pada dasarnya sistem ini mengkonsumsi energi relatif besar untuk menghasilkan udara dingin. Konsumsi ini akan terus meningkat dan jika dibiarkan terus akan ikut memberi andil yang cukup signfikan pada pemanasan global. Oleh karena itu perlu dicari cara mengurangi konsumsi listrik untuk pengkondisian udara di Indonesia.

26

Temperatur yang nyaman bagi manusia ini cukup relatif, seperti riset yang diadakan oleh Tri Harso Karyono (1998) di Indonesia dikatehui bahwa suku bangsa juga menyumbang perbedaan pada tingkat temperatur nyaman seseorang. Ini dapat dilihat pada tabel berikut.Tabel 2.1 Temperatur netral/nyaman dari berbagai etnis di Indonesia [1]EtnikNatural Temperatur

TaToTeq

Aceh (n=6)24.324.323.4

Tapanuli (n=23)25.926.224.6

Minang (n=27)26.927.425.7

Other Sumateran26.627.025.7

(n=16)

Betawi (n=23)27.027.325.9

Sundanese(n=86)26.426.625.0

Javanene (n=232)26.426.425.2

Other Indonesian (n=26.927.426.2

62)

2.2Siklus Kompresi UapDari sekian banyak jenis-jenis sistem refigerasi, namun yang paling umum digunakan adalah refrigerasi dengan sistem kompresi uap.Komponen utama dari sebuah siklus kompresi uap adalah kompresor, evaporator, kondensor dan katup expansi.

Gambar 2.1 Skema siklus kompresi uap [1]

Pada siklus kompresi uap, di evaporator refrigeran akan menghisap panas dari lingkungan sehingga panas tersebut akan menguapkan refrigeran. Kemudian uap refrigeran akan dikompres oleh kompresor hingga mencapai tekanan kondensor, dalam kondensor uap refrigeran dikondensasikan dengan cara membuang panas dari uap refrigeran ke lingkungannya. Kemudian refrigeran akan kembali di teruskan ke dalam evaporator. Dalam diagram P-h siklus kompresi uap ideal dapat dilihat dalam gambar berikut ini.

Gambar 2.2 Diagram T-S dan P h siklus kompresi uap [2]Proses-proses yang terjadi pada siklus kompresi uap seperti pada gambar 2.2 diatas adalah sebagai berikut:

a. Proses kompresi (1-2)Proses ini dilakukan oleh kompresor dan berlangsung secara isentropik adiabatik. Kondisi awal refrigerant pada saat masuk ke dalam kompresor adalah uap jenuh bertekanan rendah, setelah mengalami kompresi refrigeran akan menjadi uap bertekanan tinggi. Karena proses ini berlangsung secara isentropik, maka temperatur ke luar kompresor pun meningkat. Besarnya kerja kompresi per satuan massa refrigeran dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

qw= h1 h2(1)

dimana : qw = besarnya kerja kompresor (kJ/kg)h1 = entalpi refrigeran saat masuk kompresor (kJ/kg)h2= entalpi refrigeran saat keluar kompresor (kJ/kg)

b. Proses kondensasi (2-3)Proses ini berlangsung didalam kondensor. Refrigeran yang bertekanan tinggi dan bertemperatur tinggi yang berasal dari kompresor akan membuang kalor sehingga fasanya berubah menjadi cair. Hal ini berarti bahwa di dalam kondensor terjadi pertukaran kalor antara refrigeran dengan lingkungannya (udara), sehingga panas berpindah dari refrigeran ke udara pendingin yang menyebabkan uap refrigeran mengembun menjadi cair. Besar panas per satuan massa refrigeran yang dilepaskan di kondensor dinyatakan sebagai:

qc = h2 h3(2)

dimana : qc = besarnya panas dilepas di kondensor (kJ/kg)h2 = entalpi refrigeran saat masuk kondensor (kJ/kg)h3= entalpi refrigeran saat keluar kondensor (kJ/kg)

c. Proses expansi (3-4)Proses expansi ini berlangsung secara isoentalpi. Hal ini berarti tidak terjadi perubahan entalpi tetapi terjadi drop tekanan dan penurunan temperatur, atau dapat dituliskan dengan:h3 = h4(3)

Proses penurunan tekanan terjadi pada katup expansi yang berbentuk pipa kapiler atau orifice yang berfungsi untuk mengatur laju aliran refrigeran dan menurunkan tekanan.

d. Proses evaporasi (4-1)

Proses ini berlangsung secara isobar isothermal (tekanan konstan, temperatur konstan) di dalam evaporator. Panas dari lingkungan akan diserap oleh cairan refrigeran yang bertekanan rendah sehingga refrigeran berubah fasa menjadi uap bertekanan rendah. Kondisi refrigeran saat masuk evaporator sebenarnya adalah campuran cair dan uap, seperti pada titik 4 dari gambar 2.2 diatas.

Besarnya kalor yang diserap oleh evaporator adalah:

Qe = h1 h4(4)

dimana : qe= besarnya panas yang diserap di evaporator (kJ/kg)h1 = entalpi refrigeran saat keluar evaporator (kJ/kg)h4= entalpi refrigeran saat masuk evaporator (kJ/kg)

Selanjutnya, refrigeran kembali masuk ke dalam kompresor dan bersirkulasi lagi. Begitu seterusnya sampai kondisi yang diinginkan tercapai.

2.3 Komponen-Komponen Mesin Pendingin

Pada umumnya mesin pendingin mempunyai empat komponen utama,

yaitu:

Kompresor

Kondensor

Evaporator

Katup ekspansi

a. Kompresor

Fungsi dari kompresor adalah untuk memindahkan uap refrigerant dari evaporator ke kondensor. Ketika torak (piston) bergerak kebawah, ia akan mengisap uap refrigerant dari evaporator kedalam silinder. Ketika torak bergerak keatas, ia akan menekan uap sampai batas atas dari langkahnya, volume dari uap diperkecil atau dengan kata lain uap dimampatkan. Jelas bahwa kompresor harus memindahkan uap refrigerant dari evaporator secepatnya ia menguap.

Bila refrigerant menguap lebih cepat dari pada kemampuan dari kompresor untuk memindahkannya, uap yang terkumpul secara berlebihan akan menambah tekanan didalam evaporator. Bila ini terjadi, titik didih dari cairan akan naik. Akibatnya, kemungkinan tidak bisa diperoleh temperatur yang rendah dari udara atau air yang mengalir melalui evaporator.

Gambar 2-3 Typical 8-Cylinder Compresor [3]

Gambar 2-4 Hermatic Compresor [4]

c. Kondensor

Pada suatu mesin pendingin ruangan, panas dari ruangan diserap oleh

cairan refrigerant yang sedang menguap didalam evaporator. Panas yang diserap di evaporator ditambah dengan panas yang merupakan kerja dari kompresor harus dipindahkan atau dibuang. Untuk memindahkan atau membuang panas tersebut diperlukan suatu alat pembuang panas yang disebut kondensor.

Pada dasarnya ada dua jenis alat pembuang panas, yaitu:

1. Kondensor dengan pendinginan udara (Air cooled condenser)

2. Kondensor dengan pendinginan air (water cooled condenser)

Gambar 2-5 Condensor Air cooled condenser [5]

Gambar 2-6 water cooled condenser [6]

d. Evaporator

Evaporator adalah alat untuk mendidihkan/menguapkan refrigerant

didalam pipa-pipa dan kemudian mendinginkan fluida yang lewat di luar pipa tersebut. Evaporator yang mendidihkan refrigerant di dalam pipa biasa disebut evaporator ekspansi langsung (direct ekspansi evaporators). Evaporator ekspansi langsung yang digunakan untuk pengkondisian udara biasanya disuplai oleh katup ekspansi yang mengatur aliran cairan sedemikian sehingga uap refrigerant meninggalkan evaporator dalam keadaan panas lanjut.

Gambar 2-7 Direct Expansion Shell and Tube Evaporator [7]

e. Katup ekspansi

Katup ekspansi mempunyai dua kegunaan, yaitu: menurunkan tekanan refrigerant cair dan mengatur aliran refrigerant ke evaporator. Jenis-jenis katupekspansi, yaitu: pipa kapiler, katup ekspansi berpengendali-lanjut-panas (superheat-controlled exspansi valve), katup apung (floating valve), dan katup ekspansi tekanan konstan (constant-pressure expansion valve).

Gambar 2-8. Large Selenoid valve [8] Gambar 2-9. Small Selenoid Valve [9]

Gambar 2-10. Typical Valves used in Refrigerations System [10]

Pipa kapiler adalah salah satu alat ekspansi. Alat ekspansi ini mempunyai dua kegunaan yaitu untuk menurunkan tekanan refrigeran cair dan untuk mengatur aliran refrigeran ke evaporator.Cairan refrigeran memasuki pipa kapiler tersebut dan mengalir sehingga tekanannya berkurang akibat dari gesekan dan percepatan refrigerant. Pipa Kapiler adalah pipa kecil dari tembaga dengan lubang berdiameter sekitar 1 mm, dengan panjang yang disesuaikan dengan keperluannya hingga beberapa meter.

Gambar 2.11 Pipa Kapiler. [11]

Katub EkspansiPipa Kapiler

Persamaan

Fungsi : Untuk menurunkan tekanan uap sebelum masuk ke evaporator

Fungsi : Untuk menurunkan tekanan uap sebelum masuk ke evaporator

Perbedaan- Dapat diatur masuk dan keluarnya uap.- Terjadi aliran searah- Keluar masuknya uap terjadi secara bebas tidak dapat diatur- Aliran yang terjadi tidak searah, bisa terjadi dalam dua arah.

Tabel 2.2 Perbedaan katup ekspansi dan pipa kapiler [2]

2.4 Refrigeran dan KarakteristiknyaPada umumnya refrigerant ialah suatu zat yang berupa cairan yang mengalir di refrigerator dan bersirkulasi melalui komponen fungsionalis untuk menghasilkan efek mendinginkan dengan cara menyerap panas melalui ekspansi dan evaporasi (penguapan).

Karakteristik Refrigeran adalah sebagai berikut :1. Tekanan penguapan harus cukup tinggi.Sebaiknya refrigeran memiliki temperatur pada tekanan yang lebih tinggi, sehingga dapat dihindari kemungkinan terjadinya vakum pada evaporator dan turunnya efisiensi volumetrik karena naiknya perbandingan kompresi.

2. Tekanan pengembunan yang tidak terlampau tinggi. Apabila tekanan pengembunannya terlalu rendah, maka perbandingan kompresinya menjadi lebih rendah, sehingga penurunan prestasi kondensor dapat dihindarkan, selain itu dengan tekanan kerja yang lebih rendah, mesin dapat bekerja lebih aman karena kemungkinan terjadinya kebocoran, kerusakan, ledakan dan sebagainya menjadi lebih kecil .

3. Kalor laten penguapan harus tinggi. Refrigeran yang mempunyai kalor laten penguapan yang tinggi lebih menguntungkan karena untuk kapasitas refrigerasi yang sama, jumlah refrigeran yang bersirkulasi menjadi lebih kecil.

4. Koefisien prestasi harus tinggi. Dari segi karakteristik thermodinamika dari refrigeran, koefisien prestasi merupakan parameter yang terpenting untuk menentukan biaya operasi .

5. Volume spesifik ( terutama dalam fasa gas ) yang cukup kecil. Refrigeran dengan kalor laten penguapan yang besar dan volume spesifik gas yang kecil ( berat jenis yang besar ) akan memungkinkan penggunaan kompresor dengan volume langkah torak yang lebih kecil. Terdapat berbagai jenis refrigeran yang digunakan dalam sistim kompresi uap. Suhu refrigerasi yang dibutuhkan sangat menentukan dalam pemilihan fluida. Refrigeran yang umum digunakan adalah yang termasuk kedalam keluarga chlorinated fluorocarbons (CFCs, disebut juga Freons): R-11, R-12, R-21, R-22 dan R-502. Sifat-sifat bahan-refrigeran tersebut diberikan dalam Tabel 2.3 dibawah:

Tabel 2.3 Sifat-sifat bahan-refrigeran [3]

Kelompok refrigeran yang banyak digunakan dan mempunyai aspek lingkungan yang penting adalah refrigeran halokarbon, yaitu refrigeran dengan molekul yang memiliki atom-atom halogen (fluor atau khlor) dan karbon. Refrigeran halokarbon terbagi menjadi beberapa jenis sebagai berikut:Refrigeran CFC (chlorofluorocarbon), yaitu refrigeran halokarbon dengan molekul yang terdiri dari atom-atom khlor (Cl), fluor (F), dan karbon (C). Contoh refrigeran ini yang cukup populer adalah refrigeran CFC-11 (trichloro-fluoro-carbon, CFCl3), CFC-12 (dichloro-difluoro-carbon, CF2Cl2), dan lain-lain.Refrigeran HCFC (hydrochlorofluorocarbon), yaitu refrigeran halokarbon dengan molekul yang terdiri dari atom-atom hidrogen (H), khlor (Cl), fluor (F), dan karbon (C). Salah satu refrigeran ini yang populer adalah refrigeran HCFC-22 (chloro-difluoro-metil, CHF2Cl).

Refrigeran HFC (hydrofluorocarbon), yaitu refrigeran halokarbon dengan molekul yang terdiri dari atom-atom hidrogen (H), fluor (F), dan karbon (C). 2.5 Jenis-jenis Refrigeran / Freon

Freon atau refrigeran banyak dipergunakan sebagai cairan pendingin pada AC atau pendingin udara, berikut merupakan jenis dari refrigeran :

1. CFC (Chloro-Fluoro-Carbon) alias R22.

Gambar 2.12 Refrigeran R22 [12]

R22 Memegang peranan penting dalam sistem refrigerasi, sejak ditemukan pada tahun 1930. Hal ini dikarenakan CFC memiliki properti fisika dan termal yang baik sebagai refrigeran, stabil, tidak mudah terbakar, tidak beracun dan kompatibel terhadap sebagian besar bahan komponen dalam sistem refrigerasi. Akan tetapi setelah masyarakat mengetahui hipotesa bahwa CFC termasuk Ozone Depleting Substance (ODS), yaitu zat yang dapat menyebabkan kerusakan ozon, masyarakat mulai mencoba melakukan penghentian pemakaian ODS dan dituangkan ke dalam beberapa konvensi, seperti Vienna Convention pada bulan Maret 1985, Montreal Protocol pada bulan September 1987 dan beberapa amandemen lainnya. Pemerintah Indonesia telah meratifikasinya melalui Keppres RI No. 23 tahun 1992.

2. R134a

Gambar 2.13 Refrigeran 134a [13]Sebagai salah satu alternatif memiliki beberapa properti yang baik, tidak beracun, tidak mudah terbakar dan relatif stabil. R-134a juga memiliki kelemahan di antaranya, tidak bisa dijadikan pengganti R-12 secara langsung tanpa melakukan modifikasi sistem refrigerasi (drop in subtitute), relatif mahal, dan masih memiliki potensi sebagai zat yang dapat menyebabkan efek pemanasan global karena memiliki Global Warming Potential (GWP) yang signifikan. Selain itu R-134a sangat bergantung kepada pelumas sintetik yang sering menyebabkan masalah dengan sifatnya yang higroskopis.3. Hidrokarbon

Gambar 2.14 Refrigeran R410a [14]Alternatif lain yang ditawarkan adalah refrigeran hidrokarbon. Sebenarnya hidrokarbon sebagai refrigeran sudah dikenal masyarakat sejak 1920 di awal teknologi refrigerasi bersama fluida kerja natural lainnya seperti ammonia, dan karbon dioksida. Hidrokarbon yang sering dipakai sebagai refrigeran adalah propana (R-290), isobutana (R-600a), n-butana (R-600). Campuran yang sering digunakan di antaranya R-290/600a, R-290/600 dan R-290/R-600/R-600a. Hidrokarbon memiliki beberapa kelebihan seperti ramah lingkungan, yang ditunjukkan dengan nilai Ozon Depleting Potential (ODP) nol, dan GWP yang dapat diabaikan, properti termofisika dan karakteristik perpindahan kalor yang baik, kerapatan fasa uap yang rendah, dan kelarutan

2.6 Persyaratan refrigerant (zat pendingin) untuk sistem AC

Persyaratan refrigerant (zat pendingin) untuk sistem AC adalah sebagai berikut:

Tekanan penguapan harus cukup tinggi. Sebaiknya refrigeran memiliki temperatur pada tekanan yang lebih tinggi, sehingga dapat dihindari kemungkinan terjadinya vakum pada evaporator dan turunnya efisiensi volumetrik karena naiknya perbandingan kompresi.

Tekanan pengembunan yang tidak terlampau tinggi. Apabila tekanan pengembunannya terlalu rendah, maka perbandingan kompresinya menjadi lebih rendah, sehingga penurunan prestasi kondensor dapat dihindarkan, selain itu dengan tekanan kerja yang lebih rendah, mesin dapat bekerja lebih aman karena kemungkinan terjadinya kebocoran, kerusakan, ledakan dan sebagainya menjadi lebih kecil.

Kalor laten penguapan harus tinggi. Refrigeran yang mempunyai kalor laten penguapan yang tinggi lebih menguntungkan karena untuk kapasitas refrigerasi yang sama, jumlah refrigeran yang bersirkulasi menjadi lebih kecil.

Volume spesifik ( terutama dalam fasa gas ) yang cukup kecil. Refrigeran dengan kalor laten penguapan yang besar dan volume spesifik gas yang kecil ( berat jenis yang besar ) akan memungkinkan penggunaan kompresor dengan volume langkah torak yang lebih kecil. Dengan demikian untuk kapasitas refrigerasi yang sama ukuran unit refrigerasi yang bersangkutan menjadi lebih kecil. Namun, untuk unit pendingin air sentrifugal yang kecil lebih dikehendaki refrigeran dengan volume spesifik yang agak besar. Hal tersebut diperlukan untuk menaikkan jumlah gas yang bersirkulasi, sehingga dapat mencegah menurunnya efisiensi kompresor sentrifugal.

Koefisien prestasi harus tinggi. Dari segi karakteristik thermodinamika dari refrigeran, koefisien prestasi merupakan parameter yang terpenting untuk menentukan biaya operasi.

Konduktivitas termal yang tinggi. Konduktivitas termal sangat penting untuk menentukan karakteristik perpindahan kalor.

Viskositas yang rendah dalam fasa cair maupun fasa gas. Dengan turunnya tahanan aliran refrigeran dalam pipa, kerugian tekanannya akan berkurang.

Konstanta dielektrika dari refrigeran yang kecil, tahanan listrik yang besar, serta tidak menyebabkan korosi pada material isolator listrik. Sifat-sifat tersebut dibawah ini sangat penting, terutama untuk refrigeran yang akan dipergunakan pada kompresor hermetik.

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

Refrigerant harus mudah dideteksi, jika terjadi kebocoran.

Harganya tidak mahal dan mudah diperoleh.

-Ramah lingkungan.2.7 Siklus Refrigerasi

Gambar 2.15 Siklus Refrigeran [15]

Penjelasan Siklus Refrigerasi:

A-B : Un-useful superheat (kenaikan temperatur yg menambah beban kompresor) Sebisa mungkin dihindari kontak langsung antara pipa dan udara sekitarnya dgn cara menginsulasi pipa suction.

B-C : Proses kompresi (gas refrigerant bertekanan dan temperatur rendah dinaikkan tekanannya sehingga temperaturnya lebih tinggi dari media pendingin di kondenser. Pada proses kompresi ini refrigerant mengalami superheat yg sangat tinggi.

C-D :Proses de-superheating (temperatur refrigerant mengalami pemurunan, tetapi tdk mengalami perubahan wujud, refrigerant masih dalam bentuk gas)

D-E : Proses kondensasi (terjadi perubahan wujud refrigerant dari gas menjadi cair tanpa merubah temperaturnya.

E-F : Proses sub-cooling di kondenser ( refrigerant yg sudah dalam bentuk cair masih membuang kalor ke udara sekitar sehingga mengalami penurunan temperatur). Sangat berguna untuk memastikan refrigerant dalam keadaan cair sempurna.

F-G : Proses sub-cooling di pipa liquid (Refrigerant cair masih mengalami penurunan temperatur karena temperaturnya masih diatas temperatur udara sekitar). Pipa liquid line tdk diinsulasi, agar terjadi perpindahan kalor ke udara, tujuannya untuk menambah kapasitas refrigerasi. (Note: dalam beberapa kasus

..pipa liquid harus diinsulasinanti dijelaskan dalam pembahasan khusus)

G-H : Proses ekspansi/penurunan tekanan (Refrigerant dalam bentuk cair diturunkan tekanannya sehingga temperatur saturasinya berada dibawah temperatur ruangan yg didinginkan, tujuannya agar refrigerant cair mudah menguap di evaporator dgn cara menyerap kalor dari udara yg dilewatkan ke evaporator)

Terjadi perubahan wujud refrigerant dari cair menjadi bubble gas sekitar 23% karena penurunan tekanan ini. Jadi refrigerant yg keluar dari katup ekspansi / masuk ke Evaporator dalam bentuk campuran sekitar 77% cairan dan 23% bubble gas.

H-I : Proses evaporasi (refrigerant yg bertemperatur rendah menyerap kalor dari udara yg dilewatkan ke evaporator. Terjadi perubahan wujud refrigerantdari cair menjadi gas. Terjadi juga penurunan temperatur udara keluar dari evaporator karena kalor dari udara diserap oleh refrigerant)

I-A : Proses superheat di evaporator: Gas refrigerant bertemperatur rendah masih menyerap kalor dari udara karena temperaturnya yg masih dibawah temperatur udara. Temperatur refrigerant mengalami kenaikan). Superheat ini berguna untuk memastikan refrigerant dalam bentuk gas sempurna sebelum masuk ke Kompresor.

2.8 Performasi Mesin PendinginMesin pendingin memiliki beberapa performansi yang menunjukkan karakteristik mesin pendingin. Dari diagram P h sebagai berikut dapat dijelaskan beberapa karakteristik mesin pendingin.

Gambar 2.16 Skema Siklus Mesin Pendingin. [16]

Gambar 2.17 P h diagram pada daur kompresi uap. [17]Keterangan Porses :1 2 : Kompresi adiabatik2 3 : Pelepasan panas isotermal3 4 : Ekspansi adiabatik4 1 : Pemasukan panas isotermalBanyaknya panas setiap kg yang dapat diserap oleh refrigeran pada saat melewati evaporator yang disebut dengan efek pendinginan (refrigerating effect) yang bertambah tiap kg pada tekanan konstan yang diekpresikan sebagai :

Dimana : perubahan entalpi refrigeran yang melewati evaporator (kJ/kg). Pada siklus ideal, proses kompresi dapat diasumsikan dalam proses entropi konstan yang ditunjukkan dalam gambar sebagai berikut :

Gambar 2.18 Diagram T s. [18]

Dimana : : perubahan entalpi refrigeran yang melewati kompresor (kJ/kg).Sedangkan pada proses kondensasi berlangsung pada tekanan konstan yang ditunjukkan oleh persamaan sebagai berikut :

Dimana :: perubahan entalpi refrigeran yang melewati kondensor (kJ/kg).Dari hukum termodinamika pertama : seluruh panas yang dibuang dari kondensor harus sama dengan panas yang diserap ditambah dengan panas ekuivalen dari kerja mekanik kompresi

Rumus perhitungan yang digunakan pada pengujian Mesin pendingin adalah sebagai berikut :1. Laju Aliran Massa Refrigeran ( mref )

mref = = (Kg/s)2. Kapasitas Kompresor ( Q comp )

Q comp = mref ( h2 h1 ) (kw)3. Kapasitas Kondensor

Q cond = mref ( h2 h3 ) (kw)4. Dampak Refrigeran ( href ) href = h1 h4 (KJ/Kg)5. Laju Aliran Kalor Pendingin ( Qevap )

Qevap = mref ( h1 h4 )(kw)6. Coefficient of Performance (COP).Merupakan Prestasi AC.

COP = 7. Performance Factor ( PF ).Merupakan Prestasi AC.

PF = Persamaan persamaan di atas di kutip dari ASHRAE ( ASHRAE, 2001 )