Bahan Ajar Refrigerasi Dasar
-
Upload
rizaldi-satria-n -
Category
Education
-
view
10.626 -
download
297
description
Transcript of Bahan Ajar Refrigerasi Dasar
BA 09 KKRA1083 1
BUKU I BAHAN AJAR
PANDUAN KULIAH DASAR REFRIGERASI
Penyusunan Bahan Ajar Dalam Kurikulum Berbasis Kompetensi (Kurikuum 2007) ini dibiayai dari DIPA
Politeknik Negeri Bandung Departemen Pendidikan Nasional
Tahun anggaran 2009
Disusun oleh :
Windy Hermawan Mitrakusuma NIP : 131 965 828
PROGRAM STUDI : TEKNIK PENDINGIN DAN TATA UDARA JURUSAN : TEKNIK REFRIGERASI DAN TATA UDARA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2009
Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi i
HALAMAN PENGESAHAN
1. Identitas Bahan Ajar : a. Judul Bahan Ajar : Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi b. Mata Kuliah / Semester : Dasar Refrigerasi c. SKS (T-P) / Jam (T-P) : 2 – 1 SKS / 4 – 3 Jam/minggu d. Jurusan : Teknik Refrigerasi dan Tata Udara e. Program Studi : Teknik Pendingin dan Tata Udara f. Nomor Kode Mata Kuliah : KKRA1083 2 Penulis a. Nama : Windy Hermawan Mitrakusuma b. NIP : 131 965 828 c. Pangkat/Golongan : III/c d. Jabatan Fungsional : Lektor e. Program Studi : Teknik Pendingin dan Tata Udara f. Jurusan : Teknik Refrigerasi dan Tata Udara
Bandung, 30 September 2009 Mengetahui, Ketua KBK Ir. Arda Rahardja Lukitobudi NIP : 131 754 148
Penulis, Windy Hermawan Mitrakusuma NIP : 131 965 828
Menyetujui, Ketua Jurusan / Program Studi Markus, ST., MT NIP : 131 862 728
Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi ii
KATA PENGANTAR PENULIS
Alhamdulillah, puji syukur pada Yang Mahakuasa, pada akhirnya materi Bahan Ajar ini dapat saya rampungkan juga. Semenjak saya mengajar mata kuliah ini, sembilan belas tahun lalu, sampai saat ini masih juga saya dipercaya untuk menyampaikannya pada mahasiswa tingkat 1 di Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara – Politeknik Negeri Bandung. Mata kuliah ini telah beberapa kali mengalami pergantian nama mulai dari Refrigerasi 1, Dasar Refrigerasi, Refrigerasi Kompresi Uap dan sekarang Refrigerasi Dasar. Isinya masih berkisar tentang sistem refrigerasi kompresi uap.
Rasanya baru kemarin saya mulai menyusun materi ini berdasarkan silabus yang diberikan. Sebagai arahannya, maka perlu dibuat Satuan Acara Perkuliahan (SAP), sehingga rencana perkuliahan selama satu semeseter dapat dicapai. Penyusunan materi inipun, dimulai dari catatan-catatan kecil yang menjadi bahan mengajar. Kemudian ketika itu overhead projector (OHP) menjadi alat yang memudahkan dalam penyampaian materi, saya pun mulai beralih menggunakan OHP. Demikian juga ketika komputer dan proyektornya menjadi sebuah alat yang bisa digunakan, saya pun mulai mempelajari power point sebagai alat presentasi dan mengajar. Memang kemudahan untuk mengajar saat ini sangat ditunjang oleh kemajuan teknologi. Dengan mengajar menggunakan media seperti ini, standarisasi dalam mengajar dapat dicapai karena pola mengajar dapat disamakan, apalagi bila harus mengajar kelas paralel. Dengan ketersediaan e-book, menyiapkan materi berbasi komputer ini menjadi sangat mudah, saya mendapatkan banyak bahan dari e-book dan juga scanner. Semoga mereka-mereka yang saya cuplik karyanya meridhai langkah saya ini. Sayapun merasa yakin, masih banyak kekurangan di sana sini, saran dan komentar akan sangat saya hargai.
Bahan Ajar ini merupakan bahan presentasi kuliah Dasar Refrigerasi, yang dikemas sedemikian hingga dapat digunakan dan dipelajari layaknya suatu bahan ajar. Memang dalam beberapa hal Bahan Ajar ini tidak memenuhi standar yang ditentukan oleh pemrakarsa Bahan Ajar (yaitu Pembantu Direktur I), walaupun demikian diharapkan Buku ini dapat menjadi bahan bagi siswa dalam mengikuti perkuliahan. Selain untuk memudahkan pelaksanaan perkuliahan, juga dapat dipakai sebagai bahan bacaan dalam mempersiapkan diri sebelum perkuliahan dimulai.
Terimakasih pada semua fihak yang telah membantu dalam penyiapan materi ini. Khususnya pak Apip Badarudin yang secara moril telah selalu mendorong saya untuk membukukan materi kuliah ini. Terimakasih saya ucapkan pada pak Arda Rahardja, yang selalu saya pancing untuk diskusi. Terimakasih juga untuk pak Triaji pangripto, pak Tandi dan rekan sejawat lainnya, yang banyak memberikan gambaran teknis tentang sistem refrigerasi kompresi uap.
Bandung, Akhir September 2009 Windy Hermawan Mitrakusuma
Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi iii
KATA PENGANTAR JURUSAN
Ada beberapa faktor dalam penyelenggaran pendidikan agar didapat lulusan yang menguasai ilmu atau keterampilan yang diajarkan sesuai dengan kompetensi yang diharapkan. Pertama adalah kurikulum yang baik, kemudian fasilitas penunjang yang baik, penyelenggaraan Kegiatan Belajar Mengajar (KBM) yang baik, serta lingkungan akademik yang menunjang. Salah satu fasilitas penunjang KBM yang dapat disiapkan adalah adanya Bahan Ajar, yang mana akan sangat membantu dalam proses penyampaian ilmu pengetahuan atau keterampilan. Untuk itu, kami perlu bersyukur, karena Politeknik Negeri Bandung, dapat memberikan bantuan dari sumber dana DIPA, untuk kegiatan pembuatan Bahan Ajar ini. Untuk tahun anggaran 2009, Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara mendapat kuota sebanyak 4 judul Bahan Ajar. Kesempatan ini telah dimanfaatkan oleh beberapa pengajar yaitu :
1. Ade Suryatman Margana, Amd., ST. Pengajar mata kuliah Teknik Kerja Bangku dan Pemipaan (KBRA1053)
2. Ir. Arda Rahardja L, M.Eng. Pengajar mata kuliah Troubleshooting Sistem Refrigerasi dan Tata Udara (KBRA3013)
3. Muhammad Anda Falahuddin, ST., MT. Pengajar mata kuliah Kelistrikan RHVAC (KKRA1092)
4. Ir. Windy Hermawan M, MT. Pengajar mata kuliah Dasar Refrigerasi (KKRA1083) Dengan ini, kami mengucapkan terimakasih kepada pengajar yang telah memanfaatkan kesempatan ini. Dengan demikian, maka Bahan Ajar yang ada di Jurusan Teknik Refigerasi semakin bertambah. Mudah-mudahan dapat dimanfaatkan oleh mahasiswa dan juga siapa saja yang ingin mempelajarinya. Semoga dengan kegiatan ini, akan mendorong bagi staf pengajar lainnya untuk juga menulis dan menyiapkan Bahan Ajar bagi mata kuliah-mata kuliah lainnya. Semoga kegiatan ini menjadi bermanfaat bagi kita semua.
Bandung, September 2009 Ketua Jurusan Markus, ST., MT. NIP : 131 862 728
Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi iv
DAFTAR ISI
Halaman LEMBAR PENGESAHAN i KATA PENGANTAR PENULIS ii KATA PENGANTAR JURUSAN iii DAFTAR ISI iv DESKRIPSI MATA KULIAH x PETUNJUK PENGGUNAAN xi BAB I Pendahuluan 1 Sistem Refrigerasi 2 Sejarah Sistem Refrigerasi 3 Sistem-sistem Refrigerasi 4 Aplikasi sistem Refrigerasi 4 Definisi Dasar Besaran dan satuan Massa 11 Pengukuran Besaran Penting dalam Sistem Termal 18 Tekanan 19 Temperatur 22 Pengukuran Kelembaban Udara 24 Diagram Psikrometrik 25 Tabel Konversi Satuan 26 BAB II Review Termodinamika dan Perpindahan Panas 28 Review Termodinamika 29 Sifat/tingkat keadaan 29 Hukum Termodinamika 31 Perubahan fasa air (padat-gas) 34 Proses dalam termodinamika 34 Proses Volume konstan 35 Proses Tekanan konstan 35 Proses Adiabatik 36 Proses Temperatur konstan 36 Proses Politropik 37 Proses pada aliran fluida 38 Diagram Moiller 39 Review Perpindahan Panas 41 Termodinamika vs Perpan 41 Konduksi Kalor 42
Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi v
DAFTAR ISI
Konduksi pada dinding datar 43 Dinding komposit seri-paralel 47 Tahanan termal bentuk silinder 48 Konveksi Kalor 51 Konveksi Bebas 52 Konveksi Paksa 52 Radiasi Kalor 55 Resume modus perpindahan Panas 57 BAB III Siklus Refrigerasi Kompresi Uap 58 Mesin Kalor Siklus Carnot 60 Refrigerasi Carnot 61 Kinerja Siklus Refrigerasi Carnot 61 Prestasi/Kinerja Mesin Pendingin dan Pompa Kalor 62 Siklus Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana 64 Proses di Evaporator 66 Proses di Kompresor 66 Proses di Kondensor 67 Proses di Alat Ekspansi 67 Siklus pada diagram P-h 68 Contoh aplikasi Sistem Refrigerasi 69 H. Kekekalan Energi pada siklus 71 Kompresor 71 Proses kompresi tidak isentropik 72 Kondensor 72 Ekspansi 73 Evaporator 73 Kinerja sistem 74 Kalau EER itu apa ? 75 Typical COP 76 Efek Sub Cooled 81 Efek Super Heated 82 Penurunan Temperatur Evaporasi 83 Kenaikan Temperatur Kondensasi 83 Penggunaan Liquid to Suction Heat Exchanger (LSHX) 84 Siklus Refrigerasi Sebenarnya 85 Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Multi Stage (bertingkat) 86 Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Cascade 88 CoolPack 89
Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi vi
DAFTAR ISI
BAB IV KOMPRESOR 92 Fungsi Kompresor 93 Jenis Kompresor 93 Kompresor Torak (Reciprocating) 94 Sistem Silinder dan Piston 94 Katup Suction dan Discharge 95 Kompresor Putar (Rotary) 95 Kompresor Sekrup (Screw) 96 Kompresor Sentrifugal (Centrifugal) 97 Kompresor Skrol (Scroll) 98 Perbandingan Jenis Kompresor 99 Kompresor Hermetik (Fully Welded Compresor) 100 Kompresor Semi Hermetik (Semi Hermetic) 101 Kompresor Open Type 102 Pengaturan Putaran 103 Katup Servis pada Kompresor 103 Proses Kompresi (Torak) 105 Efisiensi Volumetrik 105 Piston Displacement Kompresor Rotary 107 Sistem Pelumasan Kompresor 107 BAB V EVAPORATOR 110 Fungsi Evaporator 111 Jenis Evaporator 111 Evaporator Berdasarkan Konstruksinya 112 Penggunaan Evaporator 113 Finned Evaporator (evaporator bersirip) 113 Kapasitas Evaporator 115 Koefisien Kalor Menyeluruh U 116 LMTD pada evaporator 116 Evaporator Konveksi Alami 120 Evaporator Konveksi Paksa 120 Evaporator Temperature Difference 121 Pemilihan Evaporator 123 Finned-Tube Evaporator 123 Shell-and-Tube Evaporator 125 Shell and Coil Evaporator 126 Flooded Evaporator 126
Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi vii
DAFTAR ISI
BAB VI KONDENSOR 131 Fungsi Kondensor 132 Jumlah Kalor Dilepas di Kondensor (Heat Rejection) 132 Heat Rejection Factor 133 Jenis Kondensor 136 Air Cooled Condensor (Kondensor Berpendingin
Udara) 137
Beda temperatur di kondensor 138 Condensing Unit 141 Water Cooled Condenser 142 Pengotoran pada Kondensor 143 Jenis Water Cooled Condenser 144 Kondesor Pipa Ganda 144 Kondesor Shell and Tube 145 Kondesor Shell and Coil 146 Cooling Tower 147 Air hilang di Menara pendingin 148 Kinerja Menara Pendingin 149 Jenis Cooling Tower 150 Kapasitas Cooling Tower 150 Evaporative Condenser 151 BAB VII ALAT EKSPANSI 153 Fungsi Alat Ekspansi 154 Prinsip Kerja Alat Ekspansi 154 Pipa Kapiler 155 Manual Valve 158 Automatic Expansion Valve 159 Thermostatic Expansion Valve (TXV) 159 TXV – Internal / External Equalizer 162 Tips Pemasangan Sensing Bulb TXV 163 Electronic Expansion Valve (EEV) 165 Low Side – Floating Valve 166 High Side – Floating Valve 167 BAB VIII REFRIGERAN 169 Fungsi Refrigeran 170 Normal Boiling Point (NBP) 171 Karakteristik Refrigeran 171 Penamaan Refrigeran 172
Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi viii
DAFTAR ISI
Refrigeran Campuran 175 Syarat Refrigeran (ideal) 176 Kode Warna Refrigeran 177 Pertimbangan memilih Refrigeran 178 Perbandingan Refrigeran 179 Refrigeran Sekunder 180 Sistem Langsung & Tak Langsung 180 Sistem refrigerasi tak langsung 181 Perbandingan Refrigeran sekunder 182 Titik beku Refrigeran sekunder 183 Refrigeran dan Lingkungan 184 Lapisan Ozon di Atmosfir Bumi 185 Ozon Depletion Potential (ODP) 188 Global Warming Potential (GWP) 190 Pengganti Refrigeran 194 Beralih ke Hidrokarbon 195 Perbandingan Kinerja 197 BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI 199 Sistem Pemipaan Refrigeran 200 Bahan Pemipaan 200 Sambungan (fitting) 201 Pengerjaan Pipa untuk Flare 201 Kecepatan Refrigeran (rekomendasi) 203 Ukuran Pipa 203 Langkah-Langkah Instalasi Sistem 204 Petunjuk Pemasangan Pipa Refrigeran 204 Pemeriksaan Kebocoran 207 Manifold Gauge 211 Pompa Vakum dan pemvakuman 212 Pengisian Refrigeran 214 Pengisian fasa gas 215 Pengisian fasa cair 216 BAB X KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI 218 Komponen Pendukung 219 Alat kontrol : 219 Liquid Receiver dan Accumulator 220
Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi ix
DAFTAR ISI
Liquid to Suction Heat Exchanger (penukar kalor liquid -
suction) 220
Filter Drier 221 Sight Glass 222 Solenoid Valve 222 Evaporator Pressure Regulator 223 Crankcase Pressure Regulator 223 Condensing Pressure Regulator 224 Oil Separator 224 Check Valve 225 Service Valve 225 Strainer 226 Starting Relay 226 Defrost Timer 227 Thermostat 227 Pressurestat 229 Pressurestat (LP / HP) 230 Pressure Stat (HLP) 230 Differential Pressure Control 231 Safety Relief Valve 231 Four-Way Valve 232 Contoh Instalasi sistem refrigerasi 232 Contoh Sistem & Kelistrikannya 234 Sistem Kontrol 3 Evaporator 234 DAFTAR PUSTAKA 236 LAMPIRAN Diagram Psikrometrik, Diagram P-h Garis Besar Program Pengajaran (GBPP) Satuan Acara Pengajaran (SAP)
Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi x
DESKRIPSI MATA KULIAH
1.1 Identitas Mata Kuliah Judul Mata Kuliah : Dasar Refrigerasi Semester / Tingkat : 2 / 1 Prasyarat : Termodinamika Jumlah Jam/Minggu : 4 jam/minggu 1.2 Ringkasan Topik/Silabus : Mata Kuliah ini membahas mengenai pengertian sistem refrigerasi; cara kerja
sistem refrigerasi kompresi uap; jenis dan fungsi serta pemilihan : komponen-komponen utama sistem refrigerasi kompresi uap, komponen-komponen tambahan; pemilihan refrigeran, pemipaan sistem refrigerasi, efek yang terjadi dengan berbagai perubahan kondisi kerja, Pelumas kompresor, komponen kontrol sistem refrigerasi dan contoh-contoh aplikasi sistem kontrol refrigerasi.
1.3 Kompetensi Yang ditunjang : 1. Mengoperasikan Peralatan Sistem Refrigerasi (Kompetensi 1.1)
2. Melakukan Perawatan, Perbaikan dan Troubleshooting Sistem Refrigerasi (Kompetensi No. 2.1)
3. Menginstalasi Mekanik Refrigerasi Dan Tata Udara (Kompetensi No. 3.1) 4. Menginstalasi Refrigerasi (Kompetensi No. 3.2) 5. Memilih Komponen Sistem Refrigerasi Dan Tata Udara (Kompetensi No. 5.4)
1.4 Tujuan Pembelajaran Umum Setelah mengikuti mata kuliah ini, mahasiswa mampu menjelaskan dan
mengidentifikasi komponen sistem refrigerasi dan menjelaskan cara kerja dari sistem refrigerasi kompresi uap.
1.5 Tujuan Pembelajaran Khusus 1. Mahasiswa mampu menjelaskan cara kerja sistem refrigerasi dan
menggambarkan sistem pada diagram P-h. 2. Mahasiswa mampu menentukan langkah penginstalasian dan pengerjaan
pemipaan sistem refrigerasi kompresi uap. 3. Dalam situasi praktik, mahasiswa dapat mengidentifikasi komponen dan
menjelaskan kerja dari sistem refrigerasi kompresi uap.
Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi xi
PETUNJUK PENGGUNAAN
1. Pedoman Mahasiswa
Bahan Ajar ini merupakan materi kuliah, yang dapat dipakai saat Pengajar menyampaikan materi perkuliahan. Dalam beberapa bab, terdapat tugas yang harus dikerjakan dan kemudian dikumpulkan. Materi ini dapat dilengkapi dengan catatn-catatan kecil (bila diperlukan) pada lembar/bagian yang kososng.
2. Pedoman Pengajar
Pengajar agar menyampaikan materi sesuai dengan SAP yang telah ditentukan. Materi sudah dibuatkan dalam bentuk Modul Presentasi, dan beberapa disajikan dalam bentuk animasi, sehingga diharapkan siswa dapat lebih mudah memahami materi yang dijelaskan.
Penggunaan Ilustrasi dalam Bahan Ajar Terdapat beberapa ilustrasi dalam Bahan Ajar Dasar Refrigerasi ini, yang diperoleh dari beberapa buku dan situs internet. Beberapa sumber buku ataupun URL internet tidak sempat penulis catat. Oleh karenanya penggunaan ilustrasi dalam Bahan Ajar ini diperkenankan dengan menyebutkan sumber buku atau URL-nya. Bila tidak ditemukan, akan lebih baik bila ilustrasi-ilustrasi tersebut, TIDAK disebutkan dari penulis. Beberapa ilustrasi merupakan buatan dari penulis sendiri, oleh karenanya semua ilustrasi tersebut dapat dipergunakan sebagaimana mestinya, sesui dengan etika yang berlaku.
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 1
1
BAB I
Pendahuluan
2WHM
Materi : PendahuluanJenis Sistem RefrigerasiContoh Aplikasi sistem RefrigerasiPengertian refrigerasi,Jenis sistem refrigerasi menurut metoda (Refrigerasi Mekanik dan non mekanik),Jenis sistem refrigerasi menurut aplikasinya (Refrigerasi domestik, transportasi, komersial, dan tata udara (industri/kenyamanan)Review Sistem SatuanPengukuran Besaran Penting Dalam Sistem Refrigerasi : Tekanan dan Temperatur
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 2
3WHM
Sistem Refrigerasi
Refrigerasi merupakan suatu proses penarikanpanas/kalor dari suatu benda/ruangan sehinggatemperatur benda/ruangan tersebut lebih rendahdari temperatur lingkungannya.
Refrigerasi akan selalu berhubungan proses-prosesaliran dan perpindahan panas.Dibutuhkan dasar pengetahuan Perpindahan Panasdan termodinamika.
4WHM
Dingin ????
Adalah suatu keadaan yang mana temperatur suatu bendalebih rendah dari temperaturlingkungannya.Bila terdapat beda temperaturakan terjadi perpindahan energi(kalor)
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 3
5WHM
Bagaimana Supaya Bisa Dingin ?
Menghembuskan udara ataumenyiramkan air hanya
menghasilkan perasaan “dingin”, tapi tak membekukan.
Untuk mendapatkan dingin, kitaharus berada pada lingkungan atau
dekat dengan benda yang lebihrendah temperaturnya.
6WHM
Sejarah Sistem RefrigerasiPenggunaan es untuk mendapatkan efek pendinginan.Pada abad XVIII, F. Turdor mengirimkan ratusan ribu ton es, -melalui kapal-, yang didapat darisungai-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 fluidapendinginnya adalah ether.Tahun 1860, di Australia Dr. James Harrison mengembangkan mesin pendingin untuk pembuatanbir dengan menggunakan refrigeran Ether-belerang.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.Thun 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.Tahun 1928, Unit refrigerasi otomatis "Hermetik" yang pertama diperkenalkan oleh GETahun 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 daripompa.
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 4
7WHM
Sistem-sistem Refrigerasi
Sistem refrigerasimekanik; dimana akanditemui adanya mesin-mesin penggerak/dan alatmekanik lain :
Refrigerasi sistemkompresi uapRefrigerasi siklus udaraKriogenik/refrigerasitemperatur ultra-rendahRefrigerasi siklus sterling.
Sistem refrigerasi non mekanik, dimana tanpamenggunakan mesin-mesin penggerak/dan alatmekanik lain.
Refrigerasi thermoelektrikRefrigerasi absorbsiRefrigerasi steam jetRefrigerasi magneticHeat pipe.Termoakustik
8WHM
Aplikasi Sistem Refrigerasi (1)
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 inareas of warm climate.
Brewing Industry Enables breweries to make uniform products all year round.
Florists Enables people to send fresh flowers all year round.
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 5
9WHM
Aplikasi Sistem Refrigerasi (2)Hospitality Businesses Used by movie theaters, hotels, beauty salons, and restaurants to attract
customers to their air-conditioned facilities.
Meat-Packing Industry
Permits year-round production; improved meat 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.
Textile Industry Used in mercerizing, bleaching, and dyeing.
WWI Defense Application
Refrigerated machines kept ammunition below the temperature at which high explosives became unstable.
10WHM
Aplikasi sistem Refrigerasi
1. Refrigerasi domestik2. Refrigerasi komersil3. Refrigerasi industri4. Refrigerasi transportasi5. Tata udara industri dan tata udara
kenyamanan.
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 6
11WHM
Freezer
12WHM
Sistem Refrigerasi Domestik
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 7
13WHM
Sistem Refrigerasi Komersial (1)
14WHM
Sistem Refrigerasi Komersial (2)
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 8
15WHM
Sistem Refrigerasi Komersial (3)
16WHM
Sistem Refrigerasi Komersial (3)Display CabinetsDisplay Cabinets
VT/ATVT/AT
• Tropicalized (40 oC, 70% RH)
• Non CFC & Hydrocarbon Refrigerant
• Thermometer & Optional
• Unilever Worldwide Standard, 8 yrs lifetime
• -20 – (-28) oC
• Tropicalized (40 oC, 70% RH)
• Non CFC & Hydrocarbon Refrigerant
• Thermometer & Optional
• Unilever Worldwide Standard, 8 yrs lifetime
• -20 – (-28) oC
UprightUpright
Island TypeIsland Type
Special TypeSpecial Type
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 9
17WHM
Sistem Refrigerasi Transportasi (1)
18WHM
Sistem Refrigerasi Transportasi (2)
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 10
19WHM
Sistem Refrigerasi Industri (1)
20WHM
Sistem Tata Udara (1)
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 11
21
Definisi DasarBesaran dan satuan
Diambil dari internet : karya Christina Kellerhttp://www.usd.edu/phys/keller.cfm
22WHM
Massa
Besaran kuantitatif dari benda yang menyatakan kelembaman (resistance to being accelerated)inertiaSatuan
kilogramLb (pound)onscarat
Besaran Pokok (Fundamental Quantity)
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 12
23WHM
Length
Jarak antara dua titikextension in spaceunits
meterfootmilefathoms
Besaran pokok (Fundamental Quantity)
24WHM
Time
dimension of universe which determines sequence of eventsunits
secondsdaysmonthsyears
fundamental unit
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 13
25WHM
Velocity
how fast an object is moving and in what direction (vector)
meters/second (m/s)miles per hour (mph)
derived quantity
26WHM
Acceleration
rate of change of the velocity of an objectchange in speed change in directionchange in both
Unitsm/s2
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 14
27WHM
Momentum
product of mass and velocitylight object moving fast can have same momentum as heavy object moving slowlyunits
kg-m/s
28WHM
Force
influence that causes a body to accelerateF = ma
vector quantityUnits
Newtonspounds
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 15
29WHM
Pressure
Force per unit areaUnits
Newtons per square meter (N/m2)Pascaltorr
30WHM
Kinetic Energy
Energy associated with the movement of an objectK = ½ mv2
UnitsJoules (kg-m2/s2)
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 16
31WHM
Potential Energy
energy associated with the arrangement of a system of particles that exert a force on each other.Types
Gravitational ElasticElectric
32WHM
Electrical Charge
inherent physical property of subatomic particles
protons (positive) and electrons (negative)not continuous value
UnitsCoulombs
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 17
33WHM
Electrical Current
Transfer of charge per unit timeI = ∆q/∆tUnits
Ampere or amp (A)Fundamental quantity
Unit of charge is derived quantityCoulomb
34WHM
Temperature
Measure of the internal energy of an objectdetermines the direction of heat flow when objects are placed in thermal contact
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 18
35WHM
Fundamental QuantitiesMass
kilogrammass of an international prototype in the form of a platinum-iridium cylinder kept at Sevres in France
Lengthmeterdistance light travels, in a vacuum, in 1/299792458th of a second.
Timesecondslength of time taken for 9192631770 periods of vibration of the cesium-133
TemperatureKelvin
CurrentAmperecurrent which produces a specified force between two parallel wires which are 1 meter apart in a vacuum
Amountmole6.02 x 1023 of anything
Luminous Intensitycandelaintensity of a source of light of a specified frequency, which gives a specified amount of power in a given direction
36
Pengukuran BesaranPenting dalam SistemTermalTekananTemperatur
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 19
37WHM
Umum :
Tekanan (P) =Force (F)Area (A)
Dimensi / satuan :
1 Pascal (Pa) =1 Newton (N)
1 m² (A)
A = 1 m2
1 N
105 Pa = 1 bar
1 MPa = 10 bar
1 in H2O (4oC) = 249,082 Pa
1 mm Hg (0oC) = 133,332 Pa
1 Atm = 101,325 kPa
1 Atm = 1,01325 bar
1 psi = 6894,76 Pa
Konversi Satuan Tekanan
Tekanan (1)
38WHM
Tekanan (2)
Tekanan Atmosfir
( )5,2559-5102,25577-1101,325 Zp ⋅⋅⋅=
[m]laut permukaan dari ketinggian z[kPa] atmosferiktekanan
==p
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 20
39WHM
Tekanan (3)
0 absolut
Patm= 0 gauge
1 Atm = 76 cmHg
= 101,3 kPa
Pvakum
PgaugePabsolut
P
Low Pressure Gauge
atmgaugeabsolut PPP +=
40WHM
Tekanan (4) : Manifold Gauge
Ke Low Pressure Side / Suction
Compresor
Ke High Pressure Side / Discharge
Compresor
Ke Vacuum Pump atau
Tabung Refrigeran
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 21
41WHM
Prinsip manometer U
Pengukuran tekanandapat dilakukandengan mengamatikesetimbangan gayayang bekerja padasuatu pipa U (manometer U).P=ρgh
42WHM
Prinsip Kerja Pressure Gauge (1)
Jenis Bourdon gauge
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 22
43WHM
Prinsip Kerja Pressure Gauge (2)
44WHM
Ukuran yang menyatakan potensi perpindahan panas.
Air Mendidih pada 1 Atm
Es membeku pada 1 Atm
Nol Mutlak
Celcius Kelvin Fahrenheit Rankine
100 o
0 o
212 o
32 o
373
273
0 0
492
672
Temperatur (1)
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 23
45WHM
Ukuran yang menyatakan potensi perpindahan panas.
Celcius Kelvin
Fahrenheit
273+= CelciusKelvin tT
Celcius
3259
+= CelciusFahrenheit ttCelcius
( )3295
−= FahrenheitCelcius tt
Fahrenheit Rankin
460+= FahrenheitRankine tT
Temperatur (2)
46WHM
Latihan
Tentukan :25 oC = …. oF89 oF = …. oC95 oF = …. oC6 oC = …. oF110 oC = …. oF45 oC = …. oF
Jawab :
25 oC = 9/5(25)+32 = 77 oF
89 oF = 5/9(89-32) = 31,7 oC
95 oF = 5/9(95-32) = 35 oC
6 oC = 9/5(6)+32 = 42,8 oF
110 oC = 9/5(110)+32 = 230 oF
45 oC = 9/5(45)+32 = 113 oF
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 24
47WHM
Pengukuran Kelembaban Udara
Dengan sederhana dapat dilakukan denganmenggunakan 2 (dua) termometer.
AliranAliranudaraudara
airair
termometertermometer
kasakasa
AliranAliranudaraudara
termometertermometer
Pengukuran Temperatur bola kering(dry bulb Temperatur = Tdb) danTemperatur bola basah (wet bulb Temperatur = Twb)
Tdb Twb
48WHM
Sling Psikrometer
Berfungsi untuk mengukur kelembaban udara denganmengukur temperatur tabung basah dan temperaturtabung kering.Pengukuran dilakukan dengan memutar sehinggakecepatannya 2-3 m/s (400-600 fpm)
Tdb
Twb
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 25
49WHM
Diagram Psikrometrik
Tdp
Entalpi
% RH
Tdb
Twb
Rasio Kelembaban
50WHM
Contoh Perhitungan (soal)
ContohSuatu tempat diukur temperatur tabung basah dan tabungkeringnya, dan didapatkan :Tdb = 30 oC = 86 FTwb = 25 oC = 77 F
Tentukan Kelembaban udara pada tempat tersebut
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 26
51WHM
Contoh Perhitungan (jawab)
86
77
RH = 67 %
Tdp = 73 oC
52WHM
Tabel Konversi SatuanBesaran Dari Ke Dikalikan dengan
Panjang inch (in.) meter (m) 0,0254foot (ft) meter (m) 0,3048
Luas ft2 m2 0,0929in2 cm2 6,4516
Volume ft3 m3 0,0283galon (US) L 3,785
Debit volume ft3/min (cfm) m3/s 0,000472gpm L/s 0,06309
Massa lb kg 0,45359Debit massa lb/min g/s 7,55987Volume Spesifik ft3/lb m3/kg 0,062428Rapat massa lb/ft3 kg/m3 16,0185Kecepatan ft/s m/s 0,00508
mph m/s 0,44704Tekanan mH2O (pd 4oC) Pa 9806,65
bar Pa 1000001 atm Pa 101325
Gaya lb N 4,44822Kerja/Energi ft.lb J 1,355818
Btu J 1055,06Daya Btu/h J/s (Watt) 0,293067
hp W 745,6999Ton.Ref (TR) W 3516,8
BAB I PENDAHULUAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 27
53WHM
Bacaan lebih lanjut
Dossat Roy J. Principles of Refrigeration 2nd Ed. John Wiley & Son. Chapter 1Arora CP. Refrigeration And Air Conditioning (in SI Unit). Tata McGraw-Hill. Chapter 1
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 28
1
BAB II
Review Termodinamika danPerpindahan Panas
2WHM
Materi : Review Termodinamika dan Perpindahan Panas
Sifat / tingkat keadaan fluidEnergi, entalpi, daya, kerja, debit.Proses-Proses dalam TermodinamikaDiagram p-H, modus-modus perpindahan panas (konduksi, konveksi, dan radiasi)
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 29
3WHM
Termodinamika dan energiTermodinamika : Ilmu tentang energiEnergy : kemampuan untuk melakukanperubahan
Classical Thermodynamic (macroscopic)
Statistical Thermodynamics
(microscopic)
Fluid Mechanics
Heat Transfer
4WHM
Sifat/tingkatSifat/tingkat keadaankeadaan
MassaTemperaturTekananDensitas (rapat massa)
Sifat / tingkat keadaan adalahkarakterisitik atau dari sistem yang dinyatakan dengan angka-angka.
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 30
5WHM
SifatSifat ExtensiveExtensiveSifat Extensive adalah sifat yang dapatdihitung berdasarkan jumlah atau besarnya(kuantitatif) dari keseluruhan sistem.
Sifat ini bergantung pada ukuran dari sistem.Biasanya dinyatakan dengan huruf besar.
Contoh : Volume, Mass, Berat
6WHM
SifatSifat IntensiveIntensiveIntensive adalah sifat yang tidakbergantung pada ukuran (massaatau volume) dari sistem.Biasa dilambangkan dengan hurufkecil.
Contoh : Densitas, Temperatur
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 31
7WHM
SifatSifatmVTPρ
m/2 m/2V/2 V/2T TP Pρ ρ
Sifat Extensive
Sifat Intensive
Sifat Ekstensif per satuan unit massa (atau dgn volume)akan menjadi sifat intensif
Vm
volumemass
mV
massvolumev
==
==
ρ ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
mkg
kg
m
3
3
Specific volume
densitas
8WHM
Hukum Termodinamika
Hukum 0 Termodinamika : panas mengalirdari temperatur tinggi ke temperaturrendah
Hukum I Termodinamika : Energi tidakdapat diciptakan atau dimusnahkan
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 32
9WHM
Hk. 0 Termodinamika
Laju PerpindahanPanas bergantungpada beda temperatur
10WHM
Sistem dalam termodinamika
Sistem Tertutup
Q
W
Lapisan batas/ Boundary
Sistem Terbuka
Q
W
Fluida kerjamasuk
Fluida kerjakeluar
Lapisan batasvolume atur /
boundary
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 33
11WHM
Hk. I Termodinamika
Kesetaraan Energidalam bentuk panasdan kerja.
dQ dW= ∫∫
Dalam sistem tertutup berlaku pula :
δ δQ dU W= +
Q W U U− = −1 2
W pdV= ∫
Setelah diitegrasi
Dalam sistem tertutup berlaku pula :
12WHM
Percobaan JouleTemperatur air dalambejana naik akibat suduberputar saat bebanturun.Konstanta kesetaraanenergi (Proportionality constant) :4.186 J/g- ºC
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 34
13WHM
Perubahan fasa air (padat-gas)
14WHM
Proses dalam termodinamika
Proses Volume KonstanProses Tekanan KonstanProses Temperatur KonstanProses AdiabatikProses Politropik
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 35
15WHM
Proses Volume konstanKarena selama proses volumenya konstan, maka tidak ada kerjadilakukan (W=0)
12 UUQ −=
Energi hanya digunakan untuk mengubah energi dalam saja.
Q W U U− = −1 2
Karena W = 0, maka :
16WHM
Proses Tekanan konstan
Q W U U− = −1 2
( )W pdV p V V= = −∫ 2 1
( )Q U U p V V H H= − + − = −2 1 2 1 2 1
Kerja yang dilakukan merupakan integrasi tekanan terhadapperubahan volume, sehingga
dan karena
Energi akan sama dengan perubahan entalpi dari sistem.
maka
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 36
17WHM
Proses Adiabatik
Q W U U− = −1 2
Proses adiabatik adalah proses dimana pada sistem tidak terjadipertukaran kalor (tidak ada kalor yang masuk maupun keluar). Q = 0
12 UUW −=
Kerja dilakukan adalah hasil dari perubahan energi dalam.
18WHM
Proses Temperatur konstanKalor yang diberikan/diterima akan dipengaruhi dengan perubahanentropi dan temperatur, demkikian juga dengan kerja yang dilakukan.
( )Q Tds T S S= = −∫ 2 1
( ) ( )W T S S U U= − − −2 1 2 1
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 37
19WHM
Proses Politropik
pv RT= pV mRT=
Proses ini berlaku untuk semua gas yang memenuhi persamaan gas ideal
atau
Akan berlaku pula : Konstan=npV
(volume konstan)isokhorik∞
(entropi konstan)isentropikk
(temperatur konstan)isotermal1
(tekanan konstan)isobarik0
Prosesn
Tabel 2-1 Proses dengan berbagai indeks politropikW pdV= =∫ ∫1
2
1
2
Konstanta dVVn
( )n
TTmRn
VPVPW−−
=−−
=11
12112221
20WHM
Persamaan proses non aliran reversibel untukfluida yang memenuhi persamaan gas ideal
Proses Hukum dasar Kerja dilakukan w pdv= ∫
Kalor ditambahkan ( )Q u u W Tds= − + = ∫2 1
Perubahan entropi
s s dqT rev
2 1− = ⎛⎝⎜
⎞⎠⎟∫
Volume konstan PT= Konstan 0 ( )c T Tv 2 1− c T
Tv ln 2
1
Tekanan konstan vT= Konstan
( )p v v2 1− atau ( )R T R2 1−
( )c T Tp 2 1− c TTp ln 2
1
Adiabatik
pv Cγ = =Konstan
dimana γ =cc
p
v
atau
TT
pp
vv
2
1
2
1
1
2
1
1
=⎛⎝⎜
⎞⎠⎟ =
⎛⎝⎜
⎞⎠⎟
−−
γγ
γ
0 0
Politropik
pv Cn = =Konstan atau
TT
pp
vv
nn
n
2
1
2
1
1
2
1
1
=⎛⎝⎜
⎞⎠⎟ =
⎛⎝⎜
⎞⎠⎟
−−
( )R T Tn
2 1
1−−
( )c Rn
T Tv + −⎛⎝⎜
⎞⎠⎟
−1 2 1
c TT
R vvv ln ln2
1
2
1
+
atau
1
2
1
2 lnlnvv
Rpp
cv +
Isotermal pv = konstan RT vv
. ln 2
1
( )T s s2 1− −R pp
ln 2
1
Disalin dari [arora]
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 38
21WHM
Proses pada aliran fluida
SistemTerbuka
z1 z2
m•
, v1, p1u1, T1
C1m•
, v2, p2u2, T2
C2
W•
Q•
grs. acuan
( ) ( )[ ]Q W m u pv C gz u pv C gz• • •
− = + + + − + + +2 212 2
22 1 1
12 1
21
Dalam keadaan mantap (steady)
( ) ( ) ( )[ ]Q W m h h C C g z z• • •
− = − + − + −2 112 2
212
2 1
22WHM
Fenomena alam yang menarik
Temperatur saturasifluida (titik didih) akan
turun bila tekananyang dialaminya turun.
(Demikian jugasebaliknya)
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 39
23WHM
Diagram Moiller
Adalah diagram yang menyatakan sifat-sifatrefrigeran/fluida.Jenis : bisa P-v atau T-s atau P-h, dll.Di lingkup Refrigerasi, penggambaran dananalisis sistem lebih banyak menggunakandiagram P-h Untuk menentukan keadaan suatu fluida padadiagram P-h, diperlukan 2 sifat/parameter.
24WHM
P konstan
T konstan
h konstan
x konstan
v atau ρkonstan
s konstan
Subcooled(Cair)
Superheated(Uap)
Mixture(Campuran cair-gas)
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 40
25WHM
Latihan :
Tentukan sifat-sifat refrigeran (h, s, P, T, ρ) pada diagram P-h R-22 kondisi berikut :
Temperatur 25 oC, tekanan 5 Bar abs.Temperatur -2 oC, fasa uap dengan volume spesifik 0.15 m3/kg.Entalpi 300 kJ/kg dan tekanannya 8 bar.
Tentukan fasa refrigeran pada saattekanan 6 bar gauge dan temperatur 25 oC
26WHM
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 41
27
BAB II
Review Perpindahan Panas
28WHM
Termodinamika vs PerpanTermodinamika (Thermodynamics)
Mempelajari tentang effek dari penambahan atau pengurangankalor (energi) dari/ke suatu sistem. Mengamati / melihat awal dan akhir dari suatu proses saja.
Perpindahan Kalor (Heat Transfer) Mempelajari bagaimana perpindahan kalor (energi) dapat terjadipada suatu sistem.Melihat bagaimana proses energi berpindah
Ketika dua sistem berada pada beda beda temperatur, makaakan terjadi pertukaran kalor (energi).
Panas/kalor/energi mengalir dari temperatur tinggi ke temperaturrendah (Hukum 0 Termodinamika)Laju aliran panas/kalor/energi sebanding dengan beda temperatur
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 42
29WHM
Bagaimana Energi Berpindah
30WHM
KONDUKSI Kalor
Laju aliran konduksi kalor sebandingdengan luas bidang perpindahan kalordan gradien suhu.
Konduktivitas termal, k : merupakankonstanta kesetaraan, yang merupakankarakteristik termal dari meterial/benda.
qA
Tx
∝∂∂
q kA Tx
= −∂∂
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 43
31WHM
Konduksi pada dinding datar
q kA Tx
= −∂∂
∫∫ −=2
1
2
1
TkAxq ∂∂
Jika persamaan diintegrasi, diperoleh
( ) ( )211212 TTx
kATTx
kAqq −∆
=−∆
−==
T1
T2
x1 x2
L
12q( )2112 TT
LkA
dxdTkAq −=−=
32WHM
Tahanan Termal (Thermal Resistance)
xT
Hot air Cold air
T1
T2 T3T4
L
q1 q2 q3
h1
kh2
ETerkumpul = EMasuk - EKeluar + EDibangkitkan
Maka diperoleh : q1 = q2 =q3
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 44
33WHM
( )21111 TTAhq −=
( )L
TTkAq 2322
−−=
( )43323 TTAhq −=
2111
1 TTAh
q−=
322
2 TTkA
Lq−=
4332
3 TTAh
q−=+
4132
3
2
2
11
1 TTAh
qkA
LqAh
q−=++
4121
11 TTAhkA
LAh
q −=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
Karena : q1 = q2 =q3 =q dan A1 = A2 =A3 =A didapatkan
34WHM
Penyelesaian untuk qAhkA
LAh
TTq
21
41
11 ++
−=
Hal ini analog dengan sistem tahanan listrik yang dipasang serial
∑=
=
∆=
+++∆
= ni
ii
n R
VRRR
VI
1
21 ...
Hot air Cold air
T1
T2 T3T4
L
qR2 R3
h1
kh2
R1
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 45
35WHM
Jadi AhR
11
1=
kALR =2
, danAh
R2
31
=
Sehingga∑=
=
∆=
++
−= 3
121
41
11 i
iiR
T
AhkAL
Ah
TTq
∑=
∆=
1iiR
Tq
Bentuk umum untuk koordinat Kartesian
Laju aliran perpindahan kalor
Tahanan termal konduksi
Tahanan termal konveksihA
R 1=
kALR =
36WHM
Dinding komposit dipasang seri
Hot air
Cold air
T1
T2
T5T6
LA
qR2 R3
h1
h2
R1 R5R4
T4
T3
LB LC
A B C
kA kB kC
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 46
37WHM
Maka AhR
11
1=
AkLRA
A=2,
Sehingga∑=
=
∆=
++++
−= 5
121
61
11 i
ii
C
C
B
B
A
A R
T
AhAkL
AkL
AkL
Ah
TTq
,Ak
LRB
B=3
AhR
25
1=
AkLRC
C=4,
dan
38WHM
Koefisien Perpindahan Panas Menyeluruh(Overall Heat Transfer Coefficient)
Kita dapat mendefinisikan Koefisien Perpindahan PanasMenyeluruh (overall heat transfer coefficient) sebagai :
ARU
Total
1=
Yang menhasilkan suatu bentuk yang analogi dengan hukum Newton :
TUAq ∆=
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 47
39WHM
Dinding komposit seri-paralel
q T2
T1
LA
RE
RF
LF = LG LH
E
F
H
kE
kF
kG
GkH
RG
RH
A1
A2
A3
40WHM
SehinggaTotal
H
H
G
G
F
FE
E
RT
RT
AkL
LAk
LAkAk
L
TTq ∆=
∆=
+
⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛
++
−=
∑
1321
21
1
Jadi1Ak
LRE
EE = , , and
2AkLRF
FF =
3AkLRG
GG =
1AkLRH
HH =
Rangkaian ekivalen
Yang mana213
111RRR
+= jadi
21
3 111
RR
R+
=
R1
R2
=R3
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 48
41WHM
Tahanan termal bentuk silinder
Misal diketahui temperatur sisi bagian dalamsuatu silinder adalah Ti dan sisi luarnya To. Diasumsikan bahwa :
Konduktivitas termal conductivity k konstanKeadaan mantap (Steady-state)Tidak ada sumber kalorL jauh lebih besar dari roPerpindahan hanya terjadi dalam arah radial.
Maka, kita dapat menuliskan persamaan :untuk menentukan perpindahan panas padasilinder, jadi :
ro
ri
Ti
To
L
( )TkAq ∇−=vv
drdTrLk
drdTkAqr π2−=−= rrii
rroo
rr
drdr
42WHM
Dengan memisahkan variabel, kita dapatkan :
LdTkdrrqr π2−= ∫∫ −=
o
i
o
i
T
T
r
r
r LdTkdrrq π2
( ) ( )( ) ( )oiior TTLkrrq −=− π2lnln
( )
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
=
i
o
oir
rr
TTLkqln
2 π
( )
LkrrTT
RTq
i
o
oir
π2
ln ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−
=∆
=Lk
rr
R i
o
π2
ln ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
=
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 49
43WHM
r2r1
r3
r4
qr
R2 R3R1 R5R4
T∞,1
T1T2
T3T4 T∞,4
AB
C
Untuk silinder dengan beberapa lapisan ko-sentris
Lkrr
RCπ2
ln3
4
4
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
=
LrhR
111 2
1π
=
Lkrr
RAπ2
ln1
2
2
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
=
Lkrr
RBπ2
ln2
3
3
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
=
LrhR
415 2
1π
=
44WHM
LrhLkrr
Lkrr
Lkrr
Lrh
TTq
BBA
r
44
3
4
2
3
1
2
11
4,1,
21
2
ln
2
ln
2
ln
21
πππππ+
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+
−= ∞∞
( )4,1,4,1,
∞∞∞∞ −=
−=
∑TTUA
RTT
qr
44
1
3
41
2
31
1
21
1
1
lnlnln11
rhr
rr
kr
rr
kr
rr
kr
h
U
BBA
+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
=
Jadi dengan A1 yang didefinisikan sebagai : LrA 11 2π=
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 50
45WHM
Hal yang sama untuk A2 yang besarnya : LrA 22 2π=
44
2
3
42
2
32
1
22
11
22
lnlnln
1
rhr
rr
kr
rr
kr
rr
kr
rhr
U
BBA
+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
=
Dan ( ) 144332211
−∑==== RAUAUAUAU
46WHM
Solusi terhadap persamaan perpindahan panas untuk satu dimensi, keadaan tunak dan tidak ada pembangkitan kalor
Tahanan Termal(Thermal resistance)
Laju aliran Kalor(Heat rate)
Fluks Kalor(Heat flux)
Distribusitemperatur(Temperature distribution)
Pers. energi(Heat equation)
Dinding silinderBidang Datar
02
2
=dx
Td
LxTTs ∆−1,
LTk ∆
LTkA∆
kAL
01=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛
drdTr
drd
r
⎟⎠⎞⎜
⎝⎛
⎟⎠⎞⎜
⎝⎛
∆−
2
1
22,
ln
ln
rr
rr
TTs
⎟⎠⎞⎜
⎝⎛∆
1
2ln2
rrTkLπ
kLr
r
π2
ln1
2 ⎟⎠⎞⎜
⎝⎛
⎟⎠⎞⎜
⎝⎛∆
1
2ln rrr
Tk
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 51
47WHM
KONVEKSI Kalor
Media/benda yang menghantarkan kalorjuga turut berpindahumumnya terjadi dari benda padat kefluida (baik cair maupun gas)
48WHM
KONVEKSI KalorMedia/benda yang menghantarkan kalor juga turut berpindahumumnya terjadi dari benda padat ke fluida (baik cair maupun gas)Persoalan utama adalah menentukan nilai h (koef. Konveksi)
δtδ
wT
UT ,∞
y
)( yT
Lapisan batas kecepatan(velocity boundarylayer edge)
Lapisan batas termal(thermal boundarylayer edge)
( )q hA T Tw= − ∞
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 52
49WHM
Konveksi Bebas
Tentukan geometri dan kasus.Tentukan sifat fluida pada temperatur yang tepatTentukan bilangan Grashof (Gr) atau Rayleigh(Ra)Hitung Bilangan Nusselt (Nu), dan Nu = f(Gr,Pr)Tentukan nilai hHitung Fluks kalor atau laju aliran kalor.
50WHM
Konveksi Paksa
Tentukan geometri dan kasus.Tentukan sifat fluida pada temperaturyang tepatTentukan bilangan Reynolds (Re)Hitung Bilangan Nusselt (Nu); Nu = f(Re).Tentukan nilai hHitung Fluks kalor atau laju aliran kalor.
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 53
51WHM
Sumber : A HEAT TRANSFER TEXTBOOK THIRD EDITION, John H. Lienhard IV / John H. Lienhard V
52WHM
Table 9 Forced-Convection Correlations
Sumber : Hand book of ASHRAE 2005 : Fundamentals (SI) Chapter 3 : Heat Transfer
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 54
53WHM
Table 9 Forced-Convection Correlations
Sumber : Hand book of ASHRAE 2005 : Fundamentals (SI) Chapter 3 : Heat Transfer
54WHM
Table 10 Natural Convection Correlations
Sumber : Hand book of ASHRAE 2005 : Fundamentals (SI) Chapter 3 : Heat Transfer
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 55
55WHM
Table 10 Natural Convection Correlations
Sumber : Hand book of ASHRAE 2005 : Fundamentals (SI) Chapter 3 : Heat Transfer
56WHM
Radiasi Kalor
Merupakan emisi energi, yang disebut sebagaidaya emisi (emissive power)Besarnya sebanding dengan pangkat empat daritemperatur absolutnya.Benda hitam ideal (black body) disebut jugaideal radiator, daya emisi dinyatakan denganpersamaan Stefan-Boltzman :
E Tb = σ4
σ = 5,669 x 10-8 W/m2K4
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 56
57WHM
Radiasi benda nyata
E E Tb= =ε εσ 4
Q A T1 1 1 14= ε σ Q A T2 2 2 2
4= ε σ
( ) ( )Q A F T T A F T T= − = −1 12 14
24
2 21 24
14
Radiasi dari benda nyata dinyatakan sebagai :
Besarnya energi yang dipindahkan dari benda 1 dan 2, masing-masing
Radiasi juga dipengaruhi oleh bentuk/geometri antara benda 1 dan 2
ε = emisitivitas benda
58WHM
Sum
ber:
A H
EAT
TRA
NSF
ER T
EXTB
OO
K TH
IRD
EDIT
ION
, Joh
n H.
Lie
nhar
dIV
/ Jo
hn H
. Lie
nhar
dV
BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 57
59WHM
Resume modus perpindahanPanas
Per-Pan
- Radiasi
- Konveksi
- Konduksi Geometri
WaktuMantap
Bentuk (Datar, Silinder, Bola)
Koordinat (Kartesian, Silinder, Bola)
TransienPaksa
BebasKasus
Geometri Sederhana : datar, silinder, bola
Kompleks : rangkuman tabung
60WHM
Bacaan Lebih Lanjut dan TugasPelajari :
1. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning, Tata Mc GrawHill, bab 2.
2. RJ Dossat, Principles of Refrigeration, John Willey & Son, bab2-3.
3. JP Holman, Perpindahan Kalor, terjemahan E. Jasjfi, Erlangga.
4. FP Incropera & DP De Witt, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, John Willey & Son.
5. Hand book of ASHRAE 2005 : Fundamentals (SI) Chapter 3 : Heat Transfer
6. John H. Lienhard IV / John H. Lienhard V, A Heat Transfer Textbook, 3rd Edition, 2002
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 58
1
BAB III
Siklus Refrigerasi KompresiUap
2
Materi : Siklus Refrigerasi Kompresi uap
Konsep perubahan fasa fluida dan tekanan/ temperatur jenuh.Siklus carnnot, siklus refrigerasi (reverse carnot), Mesin kalor, mesin refrigerasi .Proses evaporasi, kondensasi, ekspansi dan kompresi.Perhitungasn kinerja sistem (efek refrigerasi, kerja kompresi, heat rejection, COP)Pengaruh-pengaruh perubahan parameter thd kinerja sistem (Perubahan tekanan/ temperatur kerja, dll)Efek-efek drop tekanan pada saluran pipa, suction/discharge kompresor, dan gambaran siklus sebenarnya
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 59
3
Masih Ingat ???Hukum Termodinamika
Hukum 0 Termodinamika : panas mengalirdari temperatur tinggi ke temperaturrendah
Hukum I Termodinamika : Energi tidakdapat diciptakan atau dimusnahkan
4
Hk. 0 Termodinamika
Laju PerpindahanPanas bergantungpada beda temperatur
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 60
5
Energi dilepaskan dari reservoir panas sebesarQ1, pada saat yang sama kerja dilakukansebesar W, sisa panas dibuang ke resevoirdingin sebesar Q2.Maka didapat efisiensi Mesin Carnot (η) :
Reservoir Panas
T1
Reservoir Dingin T2
W
Q1
Q2
Mesin Kalor Siklus Carnot
WQQ =− 21
diberikan yangKalor dilakukan yang Kerja
=η
1
2
1
21
1
1QQ
QQQ
QW
−=−
==η
6
Pernyataan Kelvin-Plank tentang hukum termodinamika II : Tidaklah mungkin membuat suatu mesin yang bekerjadalam suatu siklus dengan hanya reservoir tunggal
Mesin Kalor Siklus Carnot ?Pernyataan Kelvin-Plank
Reservoir Panas
T1
W
Q1
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 61
7
Kebalikan Mesin Kalor Carnot = Mesin Refrigerasi Carnot
Lingkungan
Benda Dingin To
W
Qk
Qo
Tk
R
Energi diserap dari benda dingin (temperaturTo) sebesar Qo, dengan menggunakan mesinrefrigerasi Carnot, untuk itu dibutuhkan kerjasebesar W, kemudian kalor dilepaskan kelingkungan “panas” (temperatur Tk) sebesarQk.Ukuran kinerja Mesin Refrigerasi Carnotdinyatakan sebagai COP (Coefficient of Performance), yang didefinisikan sebagai :
WQCOP o==
dilakukan yang Kerjatkan termanfaayang Energi
8
Kinerja Siklus Refrigerasi CarnotTidak ada siklus yang mempunyai COP lebih besar dari COP siklusRefrigerasi Carnot pada Temperatur kerja yang sama. (Tk, To), sehingga untuk proses dengan temperatur konstan diperoleh :
dQ = TdsKarena
Maka :
Buktikan !!!!
WQCOP o=
T k
T o
32
4 1
Q o
W
s5 6
ok
o
TTTCOP−
=Proses 1-2 : Kompresi isentropik, s1=s2Proses 2-3 : Pembuangan kalor pada isotermal, T2 = T3Proses 3-4 : Ekspansi isentropik, s3=s4Proses 4-1 : Penyerapan kalor secara isotermal, T4 = T1
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 62
9
Perbedaan Mesin, Pompa Kalordan Mesin Refrigerasi
Ruang yangdipanaskan
Ruang yangdidinginkan
Sumber kalor
Lingkungan, Ta To<Ta
To<Tr
WR
WH
Tk>Th
T2>Ta
WE
T1
Tk>Ta
R
H
E
10
Prestasi/Kinerja Mesin Pendingindan Pompa Kalor
kerja sebagaidigunakan yang energitkan termanfaaEnergi COP =
Definisi Coefficient Of Performance (COP) :
ok
ooR QQ
QWQ
COP−
==
Maka prestasi/kinerja mesin Pendingin (COP)
ok
kkH QQ
QWQ
PFCOP−
===
Maka prestasi/kinerja mesin Pompa Kalor (Performance Factor, PF)
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 63
11
Bagaimana Siklus nyatanya ?
12
Masih ingat ??Fenomena alam yang menarik
Temperatur saturasifluida (titik didih) akan
turun bila tekananyang dialaminya turun.
(Demikian jugasebaliknya)
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 64
13
Siklus Refrigerasi Kompresi UapSederhana
12Evaporator
Qe
Refrigeran Cair Refrigeran Uap
P/T
Te
Te < T kabin
14
Siklus Refrigerasi Kompresi UapSederhana
12Evaporator
Qe
Refrigeran Cair Refrigeran Uap
P/T
Te
Te < T kabin
34
Condenser
QcP/T
Refrigeran UapRefrigeran Cair Tk
Tk > T Lingkungan
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 65
15
Compressor
W
Siklus Refrigerasi Kompresi UapSederhana
12Evaporator
Qe
Refrigeran Cair Refrigeran Uap
P/T
Te
Te < T kabin
34
Condenser
QcP/T
Refrigeran UapRefrigeran Cair Tk
Tk > T Lingkungan
16
Compressor
W
Siklus Refrigerasi Kompresi UapSederhana
12Evaporator
Qe
Refrigeran Cair Refrigeran Uap
P/T
Te
Te < T kabin
34
Condenser
QcP/T
Refrigeran UapRefrigeran Cair Tk
Tk > T Lingkungan
1
Throttling Device1
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 66
17
Proses di Evaporator
A B
pres
sure
pres
sure
enthalpyenthalpy
evaporatorevaporator
18
Proses di Kompresor
A
C
compressorcompressor
pres
sure
pres
sure
enthalpyenthalpy
evaporatorevaporator B
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 67
19
Proses di Kondensor
A
condensercondenserpr
essu
repr
essu
re
enthalpyenthalpy
evaporatorevaporator B
C
compressorcompressor
D
20
Proses di Alat Ekspansi
expansionexpansiondevicedevice
A
D condensercondenser
pres
sure
pres
sure
enthalpyenthalpy
evaporatorevaporator B
C
compressorcompressor
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 68
21
Siklus pada diagram P-hAsumsi :• Refrigeran keluar kondensor
adalah cair jenuh,• Refrigeran keluar Evaporator
berfasa uap jenuh.• Proses ekspansi secara
isentalpi• Kompresi secara isentropi
22
Siklus pada Diagram P-h dan T-s
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 69
23
qin = evaporasi = Kalor diserap
condensation = Kalor dilepas
T↓P↓
T↑P↑
Temperatur akan turun
Temperatur akan naik
qout
qout = qint + qcomp
Contoh aplikasi Sistem Refrigerasi
24
Sistem AC Split
Suction Line
“Liquid Line”
Outdoor Unitatau
Condensing Unit
Indoor Unit atau
Cooling Unit
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 70
25
Condenser
Evaporator
Prime Mover• Motor• Engine• Steam Turbin• Gas Turbin
Throttling Device• Capillary Tube• Orifice• TXV• Level Con. V.• Hand Ex.V
Compressor• Scroll• Reciprocating• Screw• Rotary• Centrifugal
• Air Cooled Coil• Shell and Tube HX (Liquid Chiller)• Special Configuration for specific Processes
• Air Cooled• Water Cooled• Evaporative
Liquid line
Suction line
Discharge line
High Press. Side
Low Press. Side
Sistem Pendingin
26
Perhatikan sekali lagi siklus !!
Bagaimana dengan kinerja sistem ???
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 71
27
H. Kekekalan Energi pada siklus
Compressor
W
12Evaporator
Qe
Refrigeran Cair Refrigeran UapTe
34
Condenser
Qc
Refrigeran UapRefrigeran Cair Tk
1
Throttling Device1
CompressorCompressor
W
12Evaporator
Qe
Refrigeran Cair Refrigeran UapTe
34
Condenser
Qc
Condenser
Qc
Refrigeran UapRefrigeran Cair Tk
1
Throttling Device11
Throttling DeviceThrottling Device1
WQQ ek +=
Energi yang keluar sistem = energi yang masuk sistem
28
Kompresor
qw = besarnya kerja kompresi yang dilakukan (kJ/kg)h1 = entalpi refrigeran saat masuk kompresor (kJ/kg)h2 = entalpi refrigeran saat keluar kompresor (kJ/kg)
= laju aliran refrigeran pada sistem. (kg/s)
( )12 hhmqmW w −==••
12 hhqw −=
•
m
Kerja spesifik dilakukan kompresor
Kerja dilakukan kompresor
s
dcc P
PrR ==
Rasio kompresi,Perbandingan tekananDischarge terhadap tekanansuction.
11 υ•
= mV
Laju aliran volume refrigeranyang mengalir di suction kompresor :
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 72
29
Proses kompresi tidak isentropik
Proses isentropik pada kompresor hanya idealisasi, nyatanya tidak isentropik.Kenyataannya entropi refrigeran di discharge lebih besar (tidak mungkin lebihkecil) dari entropi refrigeran di suction kompresor (pada proses isentropi).Perbedaan ini dinyatakan dengan efisiensi isentropik yang didefinisikansebagai : Perbandingan energi kompresi pada proses isentropi terhadapenergi kompresi sebenarnya.
( )( ) loss
akt
isis
Whhm
hhmWW
+−
−== •
•
1'2
12η
H(entalpi)
P(Tekanan)
Pevaporasi
3
4 1
2’2
Wloss= Energi yang hilang di kompresor dalambentuk panas, dalam beberapa kasus, Wlossdianggap NOL
( )( )1'2
12
hhhh
is −−
=η
30
Kondensor
qc = besarnya panas dilepas di kondensor (kJ/kg)h2 = entalpi refrigeran saat masuk kondensor (kJ/kg)h3 = entalpi refrigeran saat keluar kondensor (kJ/kg)
( )32 hhmqmQ kk −==••
32 hhqk −=
32 hhqk −=Kalor dilepas di kondensor persatuan massa refrigeran :
Kalor total dilepas di kondensor, (heat rejection)
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 73
31
EkspansiProses ekspansi terjadi secara adiabatik, artinya tidak ada energi yang keluar maupun masuk. Sehingga ekspansi terjadi pada entalpi konstanatau disebut isentalpi.
43 hh =campuran massa
refigeran uap massa uap Kualitas =fg
gg mm
mx
+=
44
44
fg
gg mm
mx
+=
fg
fg hh
hhx
−
−= 4
4f
fg hh
hhx
−
−=
1
44
Kualitas uap atau fraksi uap didefinisikan sebagai :
Maka fraksi uap di titik 4 didapat :
Karena : ( )fggf hhxhh −+= 44
Maka fraksi uap dapat ditentukan :
32
Evaporator
Qe = kalor yang diserap di evaporator (kW)qe = efek pendinginan (efek refrigerasi) (kJ/kg)h1 = harga entalpi ke luar evaporator (kJ/kg)h4 = harga entalpi masuk evaporator (kJ/kg)
( )41 hhmqmQ ee −==••
q h he = −1 4
Kalor total diserap di evaporator, (Kapasitas pendinginan) :
Kalor diserap persatuan massa refrigeran :
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 74
33
Kinerja sistem
kerja sebagaidigunakan yang energitkan termanfaaEnergi COP =
( )( )
( )( )12
41
12
41
hhhh
hhmqm
hhmqmWQ
COPw
ee
−−
=−=
−=== ••
••
COP untuk sistem refrigerasi adalah :
COP untuk sistem heat pump disebt juga Performance Factor (PF) adalah :
( )( )
( )( )12
43
12
43
hhhh
hhmqm
hhmqmWQPF
w
kk
−−
=−=
−=== ••
••
34
Kinerja sistem
Ukuran kinerja yang lain adalah efisiensi refrigerasi yang didefinisikan sebagai perbandingan COP aktual terhadapCOP siklus Carnot pada temperatur kerja yang sama.
Carnot
aktualR COP
COP=η
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 75
35
Kalau EER itu apa ?ARI (STANDARD 1200 : Performance Rating Of Commercial Refrigerated Display Merchandisers And Storage Cabinets, hal. 1 ) :A ratio of the cooling capacity in Btu/h to the power input values in watts at any given set of Rating Conditions expressed in Btu/(W·h).
ASHRAE (2008 HVAC Systems and Equipment Chapter 49 hal 49.2) :Efficiency is capacity in watts divided by input in watts. For room air conditioners, it may be called energy efficiency ratio (EER) or coefficient of performance (COP). To convert EER to COP, multiply EER × 0.2931.
Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/SEER) :which is the ratio of output cooling in Btu/Hr and the input power in watts W at a given operating point and also to the coefficient of performance (COP) commonly used in thermodynamics .
36
Kesimpulan :
COP = EER × 0.2931
COP : Unitless [W/W]EER : Btu/h.W
EER = COP × 3.413
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 76
37
Untuk Siklus Sederhana
kerja sebagaidigunakan yang energitkan termanfaaEnergi COP =
( )( )
( )( )12
41
12
41
hhhh
hhmqm
hhmqmWQ
COPw
ee
−−
=−=
−=== ••
••
COP untuk sistem refrigerasi adalah :
38
Typical COP
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 77
39
Kinerja sistem
Ukuran kinerja yang lain adalah efisiensi refrigerasi yang didefinisikan sebagai perbandingan COP aktual terhadapCOP siklus Carnot pada temperatur kerja yang sama.
Carnot
aktualR COP
COP=η
40
Ingat : COP Carnot !!COP Carnot adalah COP teoritik,COP Carnot adalah COP maksimum yang dapat diperoleh padatemperatur kerja yang sama dengan sistem refrigerasi sebenarnya.
)()()(
1
1
ek
e
ek
eeCarnot TT
TTTs
TsWQCOP
−=
−==
Tk
Te
32
4 1
Qe
W
s5 6
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 78
41
Contoh 1Diketahui suatu sistem refrigerasi dengan temperaturevaporasi -5 oC dan temperatur kondensasi sebesar 45 oC. Tentukanlah kinerja (COP) maksimum yang mungkindicapai oleh sistem tersebut.
Jawab :
36,5268318
268,, =
−=
−===
ok
ooCRCarnotR TT
TWQ
COPCOP
COP maksimum yang dapat dicapai oleh suatu mesin pendingin adalahCOP Carnot, yaitu :
Jadi COP maksimumnya adalah 5,36
42
Contoh 2
Jika suatu sistem refrigerasi dengan menggunakanrefrigeran R-12, bekerja pada temperatur penguapan(evaporasi) sebesar -10 oC, dan temperaturpengembunan 45 oC. Bila jumlah kalor yang harusdiserap di evaporator sebesar 3,5 kW, tentukanlah
a) Gambar dari sistem dan besaran entalpi pada diagram P-h.b) Laju aliran refrigeran yang bersirkulasi dalam sistem.c) Laju aliran volume refrigeran saat masuk kompresor.d) Panas dibuang di kondensore) COP dan Efisiensi refrigerasi dari sistemf) Rasio kompresi dari kompresor
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 79
43
Jawab (soal no 2)
45 oC
-10 oC
ν1 = 0,076659 m3/kg
h2 = 375,545 kJ/kg
h1 = 347.141 kJ/kgh3 = h4 = 243,652 kJ/kg
Ps =2,191 bar
Pk =10,843 bar
1
23
4
44
Jawab (soal no 2)
b) Laju aliran massa = 0,0338 kg/s c) Laju aliran volume refrigeran di suction
kompresor adalah 2,5926 L/s d) Panas yang dibuang di kondensor adalah
4,461 kJ per detik (4,461 kW)e) COP-nya adalah 3,64 dan efisiensi
refrigerasinya 76,15%f) rasio kompresi sebesar 4,949
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 80
45
Tugas (PR)
Kumpulkan minggu depan.Soal-soal Dossat Bab 6 dan 7, soal no : 6-1, 6-2, 6-3 dan 7-1.Ditulis tangan pada kertas A4. (tidakdikerjakan dengan Coolpack)
46
Bacaan lebih lanjut :
Dossat Roy J. Principles of Refrigeration 2nd Ed. John Wiley & Son. Chapter 6-7-8Arora CP. Refrigeration And Air Conditioning 2nd Ed. McGraw-Hill. Chapter 2-3
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 81
47
Efek Sub Cooled
Pembuangan kalor di kondensor yang berlanjut, menyebabkan refrigeran setelah mengembunberlanjut dengan penurunan temperatur. Hal inidisebut Subcooled.Subcooled menyebabkan efek refrigerasi yang lebih besar.Subcooled dapat terjadi karena antara lain lingkungan kondensor yang menjadi dingin(adanya hujan misalnya),
48
Subcooled di kondensor
1
23
4
Temperatur kabin
Temperatur Lingkungan
4a
3a
qe1qe2
we1
we2
P
h
Subcooled
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 82
49
Efek Super Heated
Penarikan kalor yang berlebihan di evaporator atausepanjang pipa menuju suction kompresor, menyebabkan refrigeran setelah menguap, kemudianberlanjut dengan kenaikan temperatur. Hal ini disebutSuper heated.Superheated refrigeran yang masuk kompresor lebihpanas, akibatnya kompresor bekerja lebih panas.Superheated dapat terjadi karena antara lain : beban dievaporator yang berlebih, sistem kekurangan refrigeranatau pipa menuju suction tidak diisolasi.
50
Superheated di evaporator
1
23
4
Temperatur kabin
Temperatur Lingkungan
1a
2a
qe1qe2
we1we2
P
h
Superheated
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 83
51
Penurunan Temperatur Evaporasi
1
23
4Temperatur kabin 1
Temperatur Lingkungan
Temperatur kabin 21b4bqe1
qe2
we1
we2
Hal ini akan berakibat :1. Efek pendinginan turun2. Kerja kompresor meningkat3. Kinerja (COP) mesin turun
Penurunan temperatur evaporasi dapat terjadikarena :1. Setting temperatur kabin yang lebih dingin2. Kekurangan refrigeran3. Terjadi penyumbatan di liquid line
P
h
2b
52
Kenaikan Temperatur Kondensasi
1
23
4
Temperatur kabin
Temperatur Lingkungan 1
Temperatur Lingkungan 2
2a3a
qe1qe2
we1
we2
Hal ini akan berakibat :1. Efek pendinginan turun2. Kerja kompresor meningkat3. Kinerja (COP) mesin turun
Kenaikan temperatur kondensasi dapatterjadi karena :1. Lingkungan kondensor yang lebih panas2. Kondensor kotor3. Pedinginan kondensor tidak jalan4. Terjadi penyumbatan di liquid line
P
h
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 84
53
Kerugian :Uap refrigeran masuk kompresorlebih “panas”, sehingga kompresorjadi lebih panas
Penggunaan Liquid to Suction Heat Exchanger (LSHX)
Qe
Qc
W
Keuntungan sistem ini :Meningkatkan efek refrigerasiFasa cair masuk alat ekspansiFasa uap masuk suction kompresor
54
Penggunaan LSHX
6
2’3
5Temperatur kabin
Temperatur Lingkungan
1
2
qe w
P
hKondisi Keluaran
Evaporator
4
Kondisi KeluaranKondensor
(h3-h4) = ε (h1-h6)
ε = efektifitas HX
( )( )12
56
hhhh
wq
wm
qmWQCOP eee
−−
==== •
•
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 85
55
Siklus Refrigerasi Sebenarnya
Adanya “ketidak idealan” pada mesinsebenarnya menyebabkan penggambaran siklusrefigerasi sebenarnya pada diagram P-h berbeda dengan siklus refigerasi sederhanaHal tersebut disebabkan karena antara lain :
Rugi-rugi gesek disepanjang pipaGesekan piston/silinder di kompresorAdanya katup-katup di suction dan discharge
56
Siklus refrigerasi sebenarnya
pres
sure
pres
sure
enthalpyenthalpy
1d 1c
1a1b
1
2c 2a
2b
2
3a3b
3
4
1d-1c : Superheat di evaporator1c-1b : Rugi kalor di suction line1b-1a : Drop tekanan di suction line1a-1 : Drop tekanan krn katup suction1 – 2 : Kompresi politropik ≠ isentropik2 – 2a : Drop tekanan di discharge valve2a-2b : drop tekanan di discharge line2b-2c : Rugi kalor di superheating di
discharge line2c-3 : Drop tekanan di kondensor3-3a : Subcooling di kondensor atau di
subcooler3a-3b : Pelepasan kalor di liquid line3b-4 : penurunan tekanan tidak
adiabatik4– 1d : Drop tekanan di evaporator.
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 86
57
Siklus refrigerasi sebenarnya
58
Sistem Refrigerasi Kompresi UapMulti Stage (bertingkat), 2 tingkat
intercooler
sdi PPP =Tekanan di Intercooler didisain sebesar :
Mixing point
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 87
59
Intercooler
Di titik Pencampuran (Mixing Point)
Pencampuran
Di Inter coler terjadi 2 (dua) kali ekspansi.
60
Kinerja sistem Multi Stage (2 tingkat)
Kalor diserap di evaporator
Kerja kompresor
Coefficient of Performance
Laju aliran refrigeran
Dimana
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 88
61
Sistem Refrigerasi Kompresi UapMulti Stage (bertingkat), tingkat
62
Sistem Refrigerasi Kompresi UapCascade
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 89
63
CoolPack
Adalah suatu perangkat lunak, yang dapatdigunakanuntuk menganalisis suatu siklusrefrigerasi kompresi uap.Software bersifat bebas (Freeware), dandapat didownload di website http://www.et.web.mek.dtu.dk/Coolpack/UK/download.html
64
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 90
65
Contoh :Diketahui Sistem Refrigerasi denganrefrigeran R134a bertekanan kerja : Ps = 0,5 bar dan Pd = 9 barBila kapasitas pendinginan 1,5 kW, tentukan
prestasi dari sistem, kalor dilepaskan dikondensor, kerja kompresor dan laju aliran massarefrigeran dalam sistem
Catatan :Tekanan terukur biasanya berupa tekanan gauge.
66
BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 91
67
Hasil perhitungan (dgn coolpack)Temperatur evaporasi [°C] = -17.17Temperatur kondensasi [°C] = 39.39
Dari Gambar diperoleh : h1 = 387,0 kJ/kgh2 = 426,3 kJ/kgh3 = h4 = 255.3 kJ/kg
Dihitungqe [kJ/kg] = 131.749qc [kJ/kg] = 171.058w [kJ/kg] = 39.309COP [-] = 3.35Pressure ratio [-] = 6.667
Dengan kapasitas pendinginan Qe = 1.500 kW, makaKalor dilepaskan di Kondensor, Qc = 1.948 kW,Kerja dilakukan kompresor, W = 0.448 kWLaju aliran sirkulasi masa refrigeran dalam sistem m = 0.01138525 kg/s
68
Bacaan lebih lanjut :
Dossat Roy J. Principles of Refrigeration 2nd Ed. John Wiley & Son. Chapter 6-7-8Arora CP. Refrigeration And Air Conditioning 2nd Ed. McGraw-Hill. Chapter 2-3
BAB IV KOMPRESOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 92
1
BAB IV
KOMPRESOR
2
Materi : Kompresor
Fungsi, Jenis dan konstruksi.Penentuan volume langkah piston (piston displacement)Penentuan efisiensi volumetrik pada kompresorPenentuan kerja yang dibutuhkan pada kompresorPengaturan putaran kompresor jenis opentypePelumasan pada kompresor
BAB IV KOMPRESOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 93
3
Fungsi Kompresor
merupakan “jantung” / komponen utama darisistem refrigerasi kompresi uap.
berfungsi menekan refrigeran hingga terjadikenaikan tekanan di kondensor
berfungsi mensirkulasikan refrigeran dalamsistem
4
Jenis Kompresor (1)
Berdasarkan Cara kerja kompresiKompresor torak (Reciprocating)Kompresor putar (Rotary)Kompresor heliks atau sekrup (helix or screw)Kompresor skrol (Scroll)Kompresor sentrifugal (centrifugal).
BAB IV KOMPRESOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 94
5
Kompresor Torak (Reciprocating)
A. Piston
B. Silinder
C. Poros
D. Puli
E. Katup(suction/discharge)
F. Silinder Head
G. Batang Penghubung
A
B
C
D
E F
G
6
Sistem Silinder dan Piston
BAB IV KOMPRESOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 95
7
Katup Suction dan Discharge
A. Reed Valve, Spring-ClosedB. Poppet ValveC. Reed Valve
8
Kompresor Putar (Rotary)
BAB IV KOMPRESOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 96
9
Kompresor RotaryKeuntungan kompresor rotary :
pemakaian daya listrik lebih hematbentuknya kompak, kecil dan sederhanatekanannya ratasuaranya tenang, getarannya kecil.
Kerugian kompresor rotary :jika terjadi kerusakan, sukar diperbaikipembuatannya lebih sukarharganya lebih mahal
Kompresor rotary ada dua macam :bilah/daun pisau tetap (stationary blade atau roller type)bilah/daun pisau berputar (rotary blade atau vane type).
10
Kompresor Sekrup (Screw)
12
3 4
BAB IV KOMPRESOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 97
11
Kompresor Screw
Keuntungan Kompresor Sekrup :Suaranya tenang, getarannya sedangBentuknya kompakBersifat fleksibelKuat/tahan lamaDapat diandalkan
Kerugian :Pembuatannya sulitHarganya mahalHanya untuk kapasitas besar
12
Kompresor Sentrifugal (Centrifugal)
BAB IV KOMPRESOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 98
13
Kompresor Sentrifugal
Keuntungan :Mempunyai efisiensi yang tinggi pada range kondisibeban yang lebar.Mempunyai desakan volumetrik yang tinggi per satuan ukuran/kapasitas.
Kerugian :Mempunyai karakteristik head-capacity yang rataHanya untuk kapasitas-kapasitas yang besar.
14
Kompresor Skrol (Scroll)
BAB IV KOMPRESOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 99
15
Kompresor Scroll
KeuntunganKomponen yang digunakan sedikit
KerugianHanya untuk kapasitas kecil
16
Perbandingan Jenis Kompresor
MediumBesarKecilKom. Kecil
Ind. SedangMediumBesar
KecilMediumAplikasi
0.5-0.7--0.8-0.90.8-0.9KW/TR
SedikitSedikitSedikitSedikitBanyakJumlahKomponen
InletvanesinverterInverter-
Sliding valuesteplessinverter
On off cyl unloaderstep control
CapasityControl
0.875-10%>Recip0.870.67-0.820.75-0.83CompressorEfisiensy
R-123R-134aR-717R-11R-12
R-22
R-22R-134aR-717R-12
R-22R-134aR-717R-12HC
R-22R-134a
R-12HC
REFRIGERANT
100-1800Sampai 60Komersial <4Industrial < 15050-1500<200CAPASITY
TR
Non PositiveDisplacement
PositiveDisplacement
PositiveDisplacement
PositiveDisplacement
PositiveDisplacement
CompresionProcess
CENTRIFUGALSCROLLROTARYSCREWRECIPROCATING
BAB IV KOMPRESOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 100
17
Jenis Kompresor (2)
Berdasarkan dudukan / konstruksi
terhadap penggeraknya
Hermetic
Semi hermetic
Open : belt drive dan direct drive.
18
Kompresor Hermetik(Fully Welded Compresor) - 1
Screw – Hermetic Compressor
BAB IV KOMPRESOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 101
19
Kompresor Hermetik(Fully Welded Compresor) - 2
Reciprocating – Hermetic Scroll – Hermetic Rotary – Hermetic
20
Kompresor Semi Hermetik(Semi Hermetic) - 1
Screw – Semi Hermetic Compressor
BAB IV KOMPRESOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 102
21
Kompresor Semi Hermetik(Semi Hermetic) - 2
Reciprocating – Semi Hermetic Compressor
22
Kompresor Open Type
Reciprocating – Open Type Compressor
BAB IV KOMPRESOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 103
23
Pengaturan PutaranKompresor Open Type
Puli KompresorPuli Motor
RPM K RPM MDK DM
24
Katup Servis pada Kompresor
Berfungsi untuk :Mengeluarkan refrigeran / udara pada saatpemvakumanMemasukkan Nitrogen saat mengecekkebocoranMengisi refrigeran saat akan digunakan
BAB IV KOMPRESOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 104
25
Katup Servis Kompresor (1)
26
Katup Servis Kompresor (2)
BAB IV KOMPRESOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 105
27
Proses Kompresi (Torak)VAC = VC – VA = volume langkah
= PD = Piston Displacement
nNLDPD ⋅⋅⋅⋅= 2
4π
VBC = VC – VB = volume hisap
N = Frekuensi Putaran Kompresorn = Jumlah silinder pd kompresor
PDV
VVC A
AC
A ==
Faktor Clearence C adalah
28
Efisiensi VolumetrikDidefinisikan sebagai ηv
pistonlangkah volumedihisap refrigeran volume
=vη AC
BC
VV
=vη
Karena VBC = VAC - VAB = VAC – VB + VA dan dari A ke B berlakuproses politropik (dengan koefisien politropik k), sehingga
konstan=== kBB
kAA
k VpVppVk
B
AAB P
PVV/1
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
k
B
Av P
PCC/1
1 ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−+=η
( ) kc
k
s
dv RCC
PPCC /1
/1
11 −+=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−+=η
Dimana PA = Pd dan PB = Ps
BAB IV KOMPRESOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 106
29
Efisiensi volumetrik dipengaruhi :Faktor “Clearence”Tekanan kerja sistem (rasio kompresi)Sifat-sifat dari refrigeran yang digunakan.Temperatur kompresor.
Efisiensi Volumetrik
( ) kc
k
s
dv RCC
PPCC /1
/1
11 −+=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−+=η
30
Grafik Efisiensi Volumetrik(untuk kapasitas 3,7 – 18,7 kW)
20
30
40
50
60
70
80
90
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Rasio Kompresi
Efis
iens
i Vol
umet
rik
(%)
Sumber : Dossat
BAB IV KOMPRESOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 107
31
Piston Displacement Kompresor Rotary
rs
ri
Kompresor rotari dengan diameter impeler ri dan diameter stator rsmempunyai frekuensi putaran N dan jumlah silinder n. akan mempunyai Piston displacement :
( ) nNtrrPD isrotary ⋅⋅⋅−⋅= 22π
t = tebal silinder rotari
32
Sistem Pelumasan KompresorKegunaan minyak pelumas pada sistem Refrigerasi adalah untuk :
Mengurangi gesekan dari bagian-bagian yang bergerak.Mengurangi terjadinya panas pada poros dan bearing (bantalan).Membentuk lapisan penyekat (sealing agent) antar piston dan dindingsilinder.Membantu mendinginkan kumparan motor listrik di dalam kompresorhermetik.
Jenis :hewan.tumbuh-tumbuhan.mineral.Sintetis
Metode pelumasan kompresor toraktipe percik (Splash).tipe paksa (force feed).tipe gabungan
BAB IV KOMPRESOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 108
33
Contoh Sistem Pelumasan
34
Contoh soal
Sistem Refrigerasi dengan R-22 bekerja pada temperatur penguapan -10 oC dan temperatur kondensasi 40 oC. Anggaplah siklus refrigerasinya sederhana. Kompresor bekerja pada efisiensi volumetrik 0,8, bila kapasitas pendinginan adalah 3,5 kw, tentukanlah volume langkah (Piston Displacement) dari piston. Kompresor bekerja pada 900 RPM, dan mempunyai 2 silinder.Bila perbandingan bore dan stroke adalah 1 : 1, tentukan bore dan stroke dari silinder kompresor tersebut.
BAB IV KOMPRESOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 109
35
Langkah mencari solusi
Menentukan Piston Displacement :1. Gambar pada diagram P-h, Cari entalpi di tiap titik dan
volume spesifik di suction kompresor.2. Tentukan laju aliran massa refrigeran yang bersirkulasi dalam
sistem3. Tentukan laju aliran volume refrigeran di suction kompresor =
Volume hisap dari kompresor4. Hitung Piston Displacement.
Memperkirakan dimensi Piston1. Gunakan data sebelumnya dengan menggunakan persamaan
nNLDPD ⋅⋅⋅⋅= 2
4π
36
Bacaan Lebih Lanjut dan Tugas
Pelajari :1. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd ed.,
John Wiley and Sons, Chapter 12 dan 18.2. Althouse, dkk., Modern Refrigeration and Air
Conditioning, The Goodheart-WillcoxCompany, Inc., 2003.
3. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill, 2001
BAB V EVAPORATOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 110
1
BAB V
EVAPORATOR
2WHM
Materi : Evaporator
Fungsi, Jenis dan konstruksi.Kapasitas evaporatorBeda temperatur di evaporator (Evaporator Temperature Difference, ETD, LMTD)Pemilihan evaporator
BAB V EVAPORATOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 111
3WHM
Fungsi Evaporator
Tempat perpindahan kalor antararefrigeran dan ruang atau bahan yang akan didinginkan.Di evaporator, refrigeran mengalamiperubahan fasa dari cair menjadi uap.
4WHM
Jenis Evaporator
Berdasarkan kontruksinyaBerdasarkan metoda pengaturan aliranfluidanyaBerdasarkan kompaknya permukaanBerdasarkan jumlah fluida yang mengalirBerdasarkan cara pemasukanrefrigerannya
BAB V EVAPORATOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 112
5WHM
Evaporator BerdasarkanKonstruksinya
TubularA. Jenis pipa spiral, dengan bentuk-bentuk umum
adalah :1. koil zig-zag rata2. Koil trombone oval
B. Jenis pipa gandaC. Jenis Shell and Tube
1. Jenis sekat plat (plate baffle)2. Jenis sekat batang (rod baffle)
Plate SurfaceFinned
6WHM
Koil Turbular, Plate surface, Finned
Turbular Coil Plate Surface with coilFinned Evaporator
BAB V EVAPORATOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 113
7WHM
Penggunaan Evaporator
Turbular ataupun plate surface, biasadigunakan untuk temperatur dibawah 0 oC, yang mana pengaruh FROST tidak jadimasalah.Koil evaporator bersirip, biasa digunakanuntuk temperatur-temperatur diatas nol. Sangat efektif bila yang didinginkanadalah udara atau fluida dalam bentukgas.
8WHM
Finned Evaporator(evaporator bersirip)
Adalah evaporator yang dilengkapidengan sirip-sirip, baik di sisi tabungbagian dalam ataupun di sisi luar tabung.Digunakan untuk meningkatkan lajuperpindahan panas pada fluidaLaju perpindahan panas ke liquid lebihbesar dibandingkan ke gas
BAB V EVAPORATOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 114
9WHM
Finned Tube (outside – inside)
10WHM
Koil Bersirip
(a) Sirip datar(b) Sirip berlekuk
Spasi fin bervariasi antara 40 – 500 fin per meter.Untuk Free Convection, Sirip lebihjarang.Untuk Forced convection, sirip dapatlebih rapat.
BAB V EVAPORATOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 115
11WHM
Indoor Unit AC SPLIT
12WHM
Kapasitas Evaporator
Dari sisi refrigeran,
Dari sisi perpindahan kalordengan fluida pendingin,
Dari sisi fluida ygdidinginkan
( )inEoutErE hhmQ ,, −=•
LMTDAUQE ××=
TCmQ pcfE ∆=•
BAB V EVAPORATOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 116
13WHM
Koefisien Kalor Menyeluruh U
LMTDAUQLMTDAUQ ooEiiE ××=××= atau
rrii
rroo
QQEE
hhiihhoo
RefrigeranRefrigeranFluidaFluida yang yang
didinginkandidinginkan oo
i
o
iith AhkL
rr
AhR 1
2
ln1
++=π
o
i
o
i
oi
i
i
o
i
oo
i
o
i
o
AA
hkLrrA
h
U
hkLrrA
AA
h
U
12
ln1
1atau
12
ln1
1
++
=
++
=
ππ
14WHM
LMTD pada evaporator( ) ( )
( )( )infoutf
outfinf
infoutfoutfinf
TTTT
TTTTLMTD
−−
−−
−−−−
−−
−−−=
21
21
2121
ln
Karena, untuk refrigeran temperatur masukevaporator = temperatur keluar evaporator, makaTRin = TRout = TR. Untuk Fluida yang didinginkanmasuk adalah TE dan keluar adalah TL
( ) ( )( )( )RL
RE
RLRE
TTTT
TTTTLMTD
−−
−−−=
ln
BAB V EVAPORATOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 117
15WHM
Equations for Boiling Heat Transfer (1)
Sumber : Hand book of ASHRAE 2005 : Fundamentals (SI) Chapter 4 : Heat Transfer
16WHM
Equations for Boiling Heat Transfer (2)
Sumber : Hand book of ASHRAE 2005 : Fundamentals (SI) Chapter 4 : Heat Transfer
BAB V EVAPORATOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 118
17WHM
Equations for Forced Convection Evaporation in Tubes(1)
Sumber : Hand book of ASHRAE 2005 : Fundamentals (SI) Chapter 4 : Heat Transfer
18WHM
Equations for Forced Convection Evaporation in Tubes(2)
Sumber : Hand book of ASHRAE 2005 : Fundamentals (SI) Chapter 4 : Heat Transfer
BAB V EVAPORATOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 119
19WHM
Equations for Forced Convection Evaporation in Tubes(3)
Sumber : Hand book of ASHRAE 2005 : Fundamentals (SI) Chapter 4 : Heat Transfer
20WHM
Equations for Forced Convection Evaporation in Tubes(4)
Sumber : Hand book of ASHRAE 2005 : Fundamentals (SI) Chapter 4 : Heat Transfer
BAB V EVAPORATOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 120
21WHM
Evaporator Konveksi Alami
Disebut : free convection / natural convection, karena tanpamenggunakan fan untuk sirkulasi udara
1. Digunakan bila dinginkan laju aliran yang rendah dantingkat dehidrasi pada produk yang rendah
2. Bila jenis evaporator bersirip, maka Spasi sirip dipilihyang renggang.
22WHM
Evaporator Konveksi Paksa
Disebut juga cooler, fan coil unit ataublower coils.ETD rata-rata 2 K lebih rendah dari ETD evaporator konveksi alami.Kecepatan Udara :
Rendah : 1 – 1,5 m/sMenengah : 2,5 – 4 m/sTinggi : 4 – 10 m/s
BAB V EVAPORATOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 121
23WHM
Beberapa jenis Fan
24WHM
Evaporator Temperature Difference
ETD = Evaporator Temperature Difference, adalah beda temperaturantara temperatur saturasi refrigerandalam evaporator dengan temperaturudara/ fluida yang direncanakan (kabin).
-- 5 5 ººCC
--11 11 ººCCContoh :Untuk kasus disamping makaETD = -5 oC – (-11 oC)
= 6 K
BAB V EVAPORATOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 122
25WHM
Penentuan ETD berdasar kapasitas
Qe vs ETD
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Evaporator Temperature Difference (K)
Kapa
sita
s Ev
apor
ator
(kW
)
26WHM
Penentuan ETD, bila RH penting
9-1011-1275-708-910-1180-767-89-1085-816-78-990-865-67-895-91
Forced Convection
Natural Convection
Design TD, KRelative Humidity
%
Bila temperatur dibawah -12 oC, maka untuk evaporator dengan konveksipaksa biasanya digunakan ETD sebesar 6 K
BAB V EVAPORATOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 123
27WHM
Pemilihan EvaporatorFaktor yang harus diperhatikan :
Kondisi kerja yang diinginkan. (Kapasitas pendinginan, yang sesuaidengan komponen lain)Temperatur udara/fluida masukKetersediaan fluida pendingin dan terperatur kerjanyaKeterbatasan ruang dan dimensiKeterbatasan jumlah dan distribusi udara/fluida yang didinginkanFriksi/hambatan aliran udara/fluida yang didinginkan yang diizinkan saatmelewati evaporatorFriksi/hambatan aliran refrigeran dalam sistem pemipaanKondisi kerja lain, antara lain : Kontrol yang digunakan, kondisilingkungan (korosive/tidak), kekuatan/jenis bahan yang dipakai untuktube, fin, dan frame.
28WHM
Finned-Tube Evaporator
refrigerant vapor refrigerant vapor
liquid/vapor liquid/vapor refrigerantrefrigerant
airflowairflow
BAB V EVAPORATOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 124
29WHM
Finned-Tube Evaporatorliquid/vapor liquid/vapor refrigerantrefrigerant
refrigerant vaporrefrigerant vapor
liquidliquiddistributordistributor
airflowairflow
suctionsuctionheaderheader
30WHM
Superheat
superheatsuperheat
{{A CB
A
C
BB
BAB V EVAPORATOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 125
31WHM
Shell-and-Tube Evaporator
refrigerant refrigerant vapor vapor
chilled chilled water water returnreturn
chilled chilled water water supplysupply
tube bundletube bundle
bafflesbaffles
liquid/vapor liquid/vapor refrigerantrefrigerant
32WHM
Shell-and-Tube Evaporator
bafflesbaffles
BAB V EVAPORATOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 126
33WHM
Shell and Coil Evaporator
34WHM
Flooded EvaporatorEvaporator yang “dibanjiri” oleh refrigeran
Ekspansi(Floating Valve)
BAB V EVAPORATOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 127
35WHM
Flooded Evaporator
Gravity Circulation Forced Circulation
36WHM
Finned-Tube Evaporator Control
expansion expansion valvevalve
refrigerant refrigerant vaporvapor
evaporatorevaporator
liquid liquid refrigerantrefrigerant
BAB V EVAPORATOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 128
37WHM
Face-Split Arrangement
distributorsdistributors
38WHM
Face-Split Arrangement
8080ººFF[27[27ººC]C]
3030ººFF[[--1.11.1ººC]C]
5555ººFF[13[13ººC]C]
inactive coilinactive coil
active coilactive coil
8080ººFF[27[27ººC]C]
BAB V EVAPORATOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 129
39WHM
Intertwined Arrangement
40WHM
Row-Split Arrangement
8080ººFF[27[27ººC]C]
5555ººFF[13[13ººC]C]
7070ººFF[21[21ººC]C]
BAB V EVAPORATOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 130
41WHM
Bacaan lebih lanjut
1. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd
ed., John Wiley and Sons, Chapter 11.2. Althouse, dkk., Modern Refrigeration and
Air Conditioning, The Goodheart-WillcoxCompany, Inc., 2003
42WHM
Tugas : Carilah dan buatlah penjelasan tentang istilah berikut :
Coil and baffle assembliesDouble pipe CoolerBaudelot CoolersTank - type CoolerShell and Coil CoolerShell and Tube ChillerDry Expansion ChillerFlooded ChillerSpray – type Chillers
Kerjakan Soal-soal dalam buku Dossat bab 11 soal no : 11-1, 11-2 (KUMPULKAN MINGGU DEPAN)
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 131
1
BAB VI
KONDENSOR
2WHM
Materi : Kondensor
Fungsi, Jenis dan konstruksi.Air Cooled Condensor, Water Cooled Condensor, Evaporative CondensorPenentuan kalor yang dilepas di kondensor dan heat rejection factorKapasitas kondensorKonstruksi dan cara kerja menara pendingin
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 132
3WHM
Kondensor
Alat penukar kalor yang berfungsi untukmelepaskan kalor dari refrigeran, sehinggarefrigeran berubah fasa dari uap menjadicairKalor dilepas di kondensor berasal darikalor yang diserap di evaporator dan kalorakibat kerja kompresi.
4WHM
Jumlah Kalor Dilepas di Kondensor(Heat Rejection)
Besarnya Kalor dilepas Qc :
Qe = kapasitas kompresor/Kalor diserap diEvaporatorJika Kompresor jenis Open,
W = Daya output motorJika Kompresor Hermetik/semihermetik,
W = Daya input Kompresor
WQQ ec +=
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 133
5WHM
Heat Rejection Factor
Karena
Qc = Qe + W = (1 + 1/COP) x Qe
maka dapat dituliskan pula sebagai :
Qc = HRF x Qe
Dimana HRF = Heat Rejection Factor
6WHM
Heat Rejection Factor
1.241.201.171.141.121.09101.281.231.201.171.151.1251.321.271.241.201.171.14-11.371.321.281.241.201.17-71.421.361.321.281.241.21-121.471.411.371.321.281.24-18
1.471.421.371.321.28-231.471.421.371.33-29
1.471.421.37-34
605449433832
Condensing Temperature (°C)EvaporatorTemp(°C).
Untuk Kompresor Jenis Open Type Compressor
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 134
7WHM
Heat Rejection Factor
Untuk Kompresor Jenis Suction Cooled Hermetic Compressor1.291.261.231.201.471.1410
1.351.311.271.241.211.185
1.421.371.321.281.251.22-1
1.451.401.351.311.271.24-4
1.491.431.371.331.291.26-7
1.521.461.401.351.321.28-9
1.551.491.431.381.341.31-12
1.591.521.461.411.371.33-15
1.621.561.501.441.401.36-18
1.641.571.501.461.42-23
1.651.581.531.49-29
1.801.681.621.57-34
2.001.801.731.66-40
605449433832
Condensing Temperature (°C)EvaporatorTemp(°C).
8WHM
Heat Rejection
Dari sisi refrigeran,
Dari sisi perpindahan kalordengan fluida pendingin,
Dari sisi fluida pendingin
( )outcincrC hhmQ ,, −=•
LMTDAUQC ××=
TCmQ pcfC ∆=•
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 135
9WHM
Heat Transfer Coefficients for Film-Type Condensation (1)
Sumber : Hand book of ASHRAE 2005 : Fundamentals (SI) Chapter 4 : Heat Transfer
10WHM
Heat Transfer Coefficients for Film-Type Condensation (2)
Sumber : Hand book of ASHRAE 2005 : Fundamentals (SI) Chapter 4 : Heat Transfer
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 136
11WHM
Heat Transfer Coefficients for Film-Type Condensation (3)
Sumber : Hand book of ASHRAE 2005 : Fundamentals (SI) Chapter 4 : Heat Transfer
12WHM
Jenis Kondensor
Air Cooled CondenserWater Cooled CondenserEvaporative Condenser
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 137
13WHM
Air Cooled Condensor(Kondensor Berpendingin Udara)
Konveksi Alamiah (Natural Convection), biasadigunakan untuk sistem dengan kapasitasrendahKonveksi Paksa (Forced Convection), untukkapasitas kecil sampai dengan kapasitas besar.Jenisnya :
Chassis Mounted (menyatu dengan kompresor)Remote
14WHM
Air Cooled Condenser
Rancangan yang baik dilihat dari kecepatanaliran udara minimum yang menghasilkan aliranturbulen dan koefisien perpindahan panas yang tinggi.Kenaikan laju aliran udara dapat menyebabkandrop tekanan berlebihan sehinggga daya motor kipas kondenser harus dinaikan agar sirkulasiudara bertambah besar.Kecepatan udara antara 2,5 m/s s/d 6 m/s. (yang terbaik didapat dari eksperimen)
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 138
15WHM
Air Cooled Condenser
Contoh :Kecepatan udara antara 2,5 sampai dengan 6 m/s.Cp : panas jenis udara sekitar kondensor,∆T : selisih temperatur udara melewati kondensor,ρ : rapat massa udara sekitar kondensor.Maka Kecepatan aliran udara yang melewati kondenser :
kondensor Penampang Luas x x T x Crdikondenso dilepas harus yangkalor Beban = UdaraKecepatan
p ρ∆=V
16WHM
Beda temperatur di kondensor
Beda temperatur udara (Tdb) dengantemperatur kondensasi refrigeran dikondensor disebut Condenser Temperature Difference (CTD) = bedatemperatur kondensor.Berkisar antara 6 K – 22 KCTD menentukan ukuran fisik kondensor.
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 139
17WHM
Air Cooled Condenser
subcoolersubcooler
outdoor outdoor airair
condenser condenser coilcoil
propellerpropellerfanfan
18WHM
Centrifugal Fan Air-Cooled Condenser
centrifugalcentrifugalfanfan
condenser condenser coilcoil
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 140
19WHM
Profil Temperatur pada Kondensor
condensercondenser
pres
sure
pres
sure
enthalpyenthalpy
CD
20WHM
Air-Cooled Condenser Control
heat rejection capacityheat rejection capacity
cond
ense
r airfl
owco
nden
ser a
irflow
fan fan Afan fan B
fan fan A
damperdamper
A B
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 141
21WHM
Condensing Unit
Condensing Unit adalah kesatuankondensor dengankompresor dalamsatu konstruksi/ dudukan.
22WHM
Water Cooled Condenser
Kondensor berpendingin air.Ukuran kondensor lebih kecildibandingkan Air Cooled Condenser padakapasitas yang sama.Umumnya untuk unit sistem pendingindengan ukuran besar.
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 142
23WHM
Water Cooled Condenser
Sistem Air PendinginAir buang (one-through)
Cocok untuk dengan sumber air melimpah Kecepatan air 0,025 L/s per kW Kapasitas pendinginan
Sirkulasi ulangPerlu Cooling Tower,Kecepatan air 0,045 L/s – 0,06 L/s per kW Kapasitas pendinginan
24WHM
Water Cooled Condenser with Cooling Tower
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 143
25WHM
Laju aliran air pada Water Cooled Condenser
Laju aliran air paling optimum pada sistem sirkulasiulang adalah antara 0,045 l/s sampai 0,06 l/s per kWMakin rendah laju aliran air, maka makin tinggikenaikkan temperatur, sehingga dibutuhkan rangkaianpipa yang lebih panjang.Faktor yang harus diperhatikan adalah :
kecepatan airkoefisien perpindahan panaspengotoran permukaaan pipa (karena dapat mengurangikoefisien perpindahan panas dan menghambat laju aliran air serta meningkatkan tekanan kondenser).
26WHM
Pengotoran pada Kondensor
0,00050,0005air destilasi80,0020,004air berlumpur70,0010,001air danau60,0010,002air sungai50,0010,001air kota/air sumur4
0,0010,003
0,0010,003
air menara pendingina. diolahb. tak diolah
30,0010,002air payau20,00050,0005air laut1> 1 m/s< 1 m/s
Kecepatan alirJenis air
Faktor Pengotoran air pada temperatur 52 OC
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 144
27WHM
Jenis Water Cooled Condenser
Jenis pipa ganda (double pipe)
Jenis shell and coil
Jenis shell and tube
28WHM
Kondesor Pipa Ganda
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 145
29WHM
Kondesor Shell and Tube
cooling watercooling water
subcooledsubcooled, liquid , liquid refrigerantrefrigerant
subcoolersubcooler
hot, refrigerant vaporhot, refrigerant vapor
8585ººFF[29[29ººC]C]
9595ººFF[35[35ººC]C]
30WHM
Kondesor Shell and Tube
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 146
31WHM
Kondesor Shell and Tube
32WHM
Kondesor Shell and Coil
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 147
33WHM
Cooling Tower
34WHM
Cooling Towersprayssprays
from from condensercondenser
to to condensercondenser
sumpsump
propellerpropellerfanfan
outdooroutdoorairair
8585ººFF[29[29ººC]C]
9595ººFF[35[35ººC]C]
fillfill
TwlTwe
TdbTwb
Approach = (Twl – Twb)Range = (Twe - Twl)
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 148
35WHM
Istilah pada Cooling TowerApproach. Beda temperatur antara temperatur air keluar cooling tower dengan temperatur tabung basah udara lingkungan yang masuk cooling tower. (Twl – Twb)Blowdown. Jumlah air yang dikeluarkan lewat drain/pembuangansecara periodik untuk menghindari pengendapan pada cooling tower.Fill. Struktur yang membentuk permukaan penukaran panas antaraudara dan air, dimana air menyusur mengalir permukaan dan masukke wadah penampung.Makeup. Air penambah yang diberikan untuk menjaga jumlah air yang bersirkulasi pada sistem. Pengurangan air dikarenakanpenguapan, butiran yang terbawa udara, dan blowdown.Range. Beda temperatur antara temperatur air masuk cooling tower dan temperatur air keluar cooling tower. (Twe - Twl)
36WHM
Air hilang di Menara pendingin
terjadi karena :Penguapan dan terbawa oleh udaraTitik-titik air yang kecil terbawa oleh udara keluar darimenara (drift) hal ini tergantung dari rancanganmenara dan kecepatan angin.Karena sejumlah persentase tertentu dari air yang tersirkulasi dibuang (bleed off, blow down) untukmenghindari naiknya konsentrasi dari kotoran-kotorandan padatan mineral yang terlarut dalam air kondenser.
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 149
37WHM
Bleed Off (Blow Down) Rate
0,7511
0,548,6
0,335,5
0,224,2
0,153,5
Percent Bleed OffCooling Range(K)
38WHM
Kinerja Menara Pendingin
Bergantung pada :Luas permukaan air yang terbuka danlamanya air yang terbuka tersebutbersinggungan dengan udara.Kecepatan udara melewati menara pendingin.Arah laju aliran udara terhadap tetesan air :
aliran paralel;aliran silang;aliran berlawanan.
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 150
39WHM
Jenis Cooling Tower
Parallel Flow
Counter Flow
Cross Flow
UdaraAir
UdaraAir
Udara
Air
40WHM
Kapasitas Cooling Tower
DimanaQCT : Beban Cooling Tower [kJ/s = kW]
: Laju aliran air masuk cooling tower [kg/S]
Cp : kalor spesifik air, [4,19 kJ/kg.K]
Tair,masuk : Temperatur air masuk kondensor [oC]
Tair,keluar : Temperatur air keluar kondensor [oC]
( )keluarairair masukpCT TTCmQ −=•
•
m
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 151
41WHM
Evaporative Condenser
42WHM
Evaporative Condenser
BAB VI KONDENSOR
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 152
43WHM
Bacaan Lebih Lanjut
Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd ed., John Wiley and Sons, Chapter 14.Althouse, dkk., Modern Refrigeration and Air Conditioning, The Goodheart-WillcoxCompany, Inc., 2003
BAB VII ALAT EKSPANSI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 153
1
BAB VII
ALAT EKSPANSI
2WHM
Materi : Alat Ekspansi
Fungsi, Jenis dan konstruksi.Pipa kapiler, Manual valve, Automatic valve, TXV, High side floating valve, Low side floating valve, EEVPemilihan kapilerPemasangan sensing bulb
BAB VII ALAT EKSPANSI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 154
3WHM
Fungsi Alat Ekspansi
1. Mengatur laju aliran refrigeran yang masuk ke evaporator dari “liquid line”, sehingga sesuai dengan laju penguapanrefrigeran di evaporator
2. Menurunkan dan Menjaga beda tekananantara sisi tekanan tinggi dan sisitekanan rendah, sehingga terjagatekanan yang diinginkan
4WHM
Prinsip Kerja Alat Ekspansi (1)
Bukaan konstanKatup ekspansi manual (Hand Expansion Valve)Pipa kapiler (capillary Tube)
Mengubah-ubah tahanan aliran refrigeran(dengan mengubah bukaan lubang aliran)
Katup apung sisi tekanan rendah (Low Side Float Valve)Katup apung sisi tekanan tinggi (High Side Float Valve)Katup ekspansi termostatik (Thermostatic Expansion VAlve)Katup ekspansi otomatis (Automatic Expansion Valve)Katup ekspansi elektronik (Electronic Expansion valve)
BAB VII ALAT EKSPANSI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 155
5WHM
Pipa Kapiler (1)
Pipa kapiler banyak dipakai untuk kapasitas refrigerasiyang kecil dan beban yang relatif tidak berubah/konstan.Keuntungan :
harganya murah,kompresor dapat dijalankan dengan motor split phase tanpastart kapasitor.
Kerugiannya :tidak sensitif pada perubahan bebanjumlah refrigeran yang diisikan ke dalam sistem harus tepat
6WHM
Pipa Kapiler (2)
Static
Static
Static
Static
0.052"119"0.052"63"0.052"127"FanR-502
0.064"108"0.052"58"0.052"115"FanR-22
0.064"108"0.052"55"0.052"105"FanR-134a
0.064"90"0.052"48"0.052"96"FanR-12
1/2
0.031"72"0.040"108"0.031"52"FanR-22
0.040"79"0.040"113"0.031"52"
0.040"72"0.040"103"0.031"47"FanR-134a
0.040"66"0.040"99"0.031"47"
0.040"60"0.040"90"0.031"43"FanR-12
1/4
0.028"64"0.028"106"0.028"130"
0.028"58"0.028"96"0.028"118"FanR-134a
0.028"53"0.028"92"0.028"118"
0.028"48"0.028"84"0.028"108"FanR-12
1/8
InsideDiameterLengthInside
DiameterLengthInsideDiameterLengthCondenser
Fan TypeRefrigerant
TypeCompressorHorsepower
High TemperatureMedium TemperatureLow Temperature
Required Capillary Tube Length and Diameter
BAB VII ALAT EKSPANSI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 156
7WHM
Pemilihan Pipa Kapiler : R-12
.064"26".064"40".064"55"Fan2
.064"43".064"60".064"84"Fan1 1/2
.064"54".064"84".064"132"Fan1
.064"72".064"92".052"60"Fan3/4
.064"90".052"48".052"96"Fan1/2
.040"72".040"72".040"93"Fan1/3
.040"66".040"99".031"47"Static1/4
.040"60".040"90".031"43"Fan1/4
.031"26".031"39".031"60"Static1/5
.031"24".031"36".031"54"Fan1/5
.031"79".031"105".031"132"Static1/6
.031"72".031"96".031"120"Fan1/6
.028"53".028"92".028"118"Static1/8
.028"48".028"84".028"108"Fan1/8
High TemperatureMediumTemperatureLow TemperatureCondenser
Fan Type
Compr. Power(HP)
Recommended Capillary Tube Length and Diameter for R-12
8WHM
Pemilihan Pipa Kapiler : R-134a
.064"31".064"46".064"61"Fan2
.064"52".064"49".064"92"Fan1 1/2
.064"65".064"96".064"144"Fan1
.064"86".064"106".052"66"Fan3/4
.064"108".052"55".052"105"Fan1/2
.040"43".040"83".040"102"Fan1/3
.040"79".040"113".031"52"Static1/4
.040"72".040"103".031"47"Fan1/4
.031"32".031"45".031"69"Static1/5
.031"29".031"41".031"60"Fan1/5
.031"95".031"121".031"144"Static1/6
.031"86".031"110".031"132"Fan1/6
.028"64".028"106".028"130"Static1/8
.028"58".028"96".028"118"Fan1/8
High TemperatureMediumTemperatureLow TemperatureCondenser
Fan Type
Compr. Power(HP)
Recommended Capillary Tube Length and Diameter for R-134a
BAB VII ALAT EKSPANSI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 157
9WHM
Pemilihan Pipa Kapiler : R-22
.064"31".064"48".064"66"Fan2
.064"52".064"72".064"101"Fan1 1/2
.064"65".064"101".052"48"Fan1
.064"86".064"110".052"72"Fan3/4
.064"108".052"58".052"115"Fan1/2
.040"43".040"86".040"112"Fan1/3
.031"72".040"108".031"52"Fan1/4
.031"29".031"43".031"65"Fan1/5
High TemperatureMediumTemperatureLow TemperatureCondenser
Fan Type
Compr. Power(HP)
Recommended Capillary Tube Length and Diameter for R-22
10WHM
Pemilihan Pipa Kapiler : R-502
.064"34".064"53".064"73"Fan2
.064"57".064"79".064"111"Fan1 1/2
.064"71".064"119".052"53"Fan1
.064"94".064"121".052"79"Fan3/4
.052"119".052"63".052"127"Fan1/2
.040"48".040"95".040"122"Fan1/3
High TemperatureMediumTemperatureLow TemperatureCondenser
Fan Type
Compr. Power(HP)
Recommended Capillary Tube Length and Diameter for R-502
BAB VII ALAT EKSPANSI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 158
11WHM
Pipa Kapiler (3)
Metoda pemasangan / Sambungan :1. Nut2. Brazing3. Flare – Brazing4. Special Fitting
12WHM
Manual ValveVolume refrigeran yang mengalir keevaporator diatur dengan membukaatau menutup katup (memutarpengatur).
Dipakai pada sistem yang besar danmempunyai beban pendinginan yang tetap
Kekurangan : o harus selalu diawasi oleh operatoro tidak terpengaruh dan tidak dapat
menyesuaikan diri denganperubahan beban dan tekananevaporator
BAB VII ALAT EKSPANSI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 159
13WHM
Automatic Expansion Valve
14WHM
Thermostatic Expansion Valve (TXV)
BAB VII ALAT EKSPANSI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 160
15WHM
Thermostatic Expansion Valve(TXV)
Thermostatic expansion valve.A - Adjusting nut.B - Seal ring.C - Capillary tube.D - Bellows housing.E - Housing spacer.F - Temperature sensing bulb.G - Body bellows.H - Screen.I - Gasket.J - Refrigerant inlet.K - Needle pin.L - Sealed fitting.M - Needle.N - Seat.D - Evaporator connection.P - Inner spacer.Q - Spacer rod.R - Snap ring.S - Thermal bellows.
16WHM
By Pass pada Orifis
By Pass berfungsiuntukmengalirkanrefrigeran di katupekspansi padasaat sistem dalamkeadaan mati/ off cycle.
BAB VII ALAT EKSPANSI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 161
17WHM
TXV - Normal
thermostatic thermostatic expansion valve expansion valve (TXV)(TXV)
liquid/vapor liquid/vapor mixturemixture
refrigerant refrigerant vaporvapor
evaporator
A
liquid liquid refrigerantrefrigerant
Derajat Superheat
18WHM
TXV – Kelebihan Beban
liquid/vapor liquid/vapor mixturemixture
refrigerant refrigerant vaporvapor
A
liquid liquid refrigerantrefrigerant
Derajat Superheat
BAB VII ALAT EKSPANSI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 162
19WHM
TXV – Internal / External Equalizer
20WHM
TXV dengan External Equalizer
external equalizerexternal equalizer
remote remote bulbbulb
evaporatorevaporator
springspring
suction suction lineline distributordistributor
diaphragmdiaphragm
BAB VII ALAT EKSPANSI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 163
21WHM
TXV – External Equalizer (prinsip)
valve pinvalve pinsuction suction lineline
springspring4949ººFF[9,4[9,4ººC]C]
79 79 psiapsia[0.54 [0.54 MPaMPa]]
97 97 psiapsia[0.67 [0.67 MPaMPa]]
79 79 psiapsia[0.54 [0.54 MPaMPa]]
18 18 psipsi[0.13 [0.13 MPaMPa]]
valve diaphragmvalve diaphragm
22WHM
Tips Pemasangan Sensing Bulb TXV -1
Pada saluran isap yang lurus dan datarSedekat mungkin dengan bagian keluaran pipaevaporator.Untuk diameter pipa lebih kecil dari 5/8" bulb diletakkanpada bagian atas dan sejajar, karena oli pada saluranisap pada bagian bawah dapat mempengaruhi suhutermal bulb.Pipa yang lebih besar dari 7/8" bulb diletakkan padakedudukan jam 4 atau jam 8 sejajar dengan saluranisap.Jika kompresor diletakkan diatas evaporator, sebelumsaluran isap naik keatas, pada bagian yang terendahharus dibuar riser. Bulb diletakkan sebelum riser danjangan diletakkan pada riser.
BAB VII ALAT EKSPANSI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 164
23WHM
Tips Pemasangan Sensing Bulb TXV - 2
Jika bulb harus dipasang pada saluran isap yang tegak, bulb diletakkan dengan bagian kapiler diatas dan aliranrefrigeran didalam saluran isap dari atas ke bawah.Pipa kapiler dan termal bulb jangan sampai menempelpada permukaan pipa yang lebih dingin suhunya daritermal bulb karena fluida dalam pipa kapiler akanmengembun sehingga kerja TXV terganggu.Untuk pemakaian suhu rendah bulb diletakkan padasaluran isap di suatu titik yang suhu bulbnya akan samadengan suhu evaporator pada saat kompresor berhenti.Bulb harus diberi isolasi pada saluran isap yang suhunya berada dibawah 0 oC dengan isolasi kedap air agar air tidak membeku didekat termal bulb.
24WHM
Jenis dan Pemasangan Sensing Bulb
Pemasangan Pipa besar ( > 20 mm OD)harus menggunakan gambar D
BAB VII ALAT EKSPANSI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 165
25WHM
Electronic Expansion Valve (EEV)
26WHM
Electronic Expansion Valve (EEV)
BAB VII ALAT EKSPANSI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 166
27WHM
Low Side – Floating Valve (1)
28WHM
Low Side – Floating Valve (2)
BAB VII ALAT EKSPANSI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 167
29WHM
Low Side – Floating Valve (3)
30WHM
High Side – Floating Valve (1)
BAB VII ALAT EKSPANSI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 168
31WHM
High Side – Floating Valve (2)
32WHM
Bacaan Lebih Lanjut dan Tugas
Pelajari :1. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd ed.,
John Wiley and Sons, Chapter 17.2. Althouse, dkk., Modern Refrigeration and Air
Conditioning, The Goodheart-WillcoxCompany, Inc., 2003, Chapter 5
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 169
1
BAB VIII
REFRIGERAN
2
Materi : RefrigeranPenamaan, Jenis dan kode warna tabung, Syarat-syarat refrigeran, Karakteristik Refrigeran, NBP, ODP/ GWP,Refrigeran alternatif rendah ODP/GWP,Refrigeran sekunder : jenis dan karakteristik,Refrigeran dan Lingkungan
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 170
3
ReviewAlat ekspansi
Evaporator
Kompresor
Kondensor
Liquid Receiver
4
Refrigeran
FUNGSI : sebagai media pendinginCara 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
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 171
5
Normal Boiling Point (NBP)
NBP adalah titik didih (atau temperatur saturasi) refrigeran pada kondisi tekanan 1 Atm (76 cm Hg = 101,32 kPa, yang disebut kondisi normal)Merupakan patokan dalam pemilihan refrigeranContoh :NBP air adalah 100 oC
6
Karakteristik Refrigeran
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 172
7
Penamaan Refrigeran (1)Unsur Halocarbon Jenuh, dengan rumus kimia CmHnFpClqTerdapat hubungan : (n+p+q)=2(m+1)
Disebut sebagai : Refrigeran R(m-1)(n+1)(p)
Contoh, dichlorotetrafluoro ethana mempunyai rumus kimia C2F4Cl2, akan mempunyai nama refrigeran sebagai R(2-1)(0+1)(4) atau R114.
8
Penamaan Refrigeran (2)Unsur Halocarbon Tak Jenuh, dengan rumus kimia CmHnFpClqTerdapat hubungan : (n+p+q)=2(m)
Disebut sebagai (disisipkan angka 1 setelah R) : Refrigeran R1(m-1)(n+1)(p)
Contoh, contohnya untuk ethilene atau C2H4 dinamakan sebagai R1150.
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 173
9
Penamaan Refrigeran (3)
Bila terdapat unsur brom (Br), maka diakhir nama refrigeran dituliskan B dan jumlah atom brom yang menggantikan atom khlor.Contoh :
R13 mempunyai rumus kimia CClF3, bila atom khlor diganti dengan brom, menjadi CF3Br, dan disebut R13B1.
10
Latihan
Disebut R berapa untuk unsur berikut :CClF2Br
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 174
11
Penamaan Refrigeran (4)Halokarbon yang merupakan isomer dari refrigeran lain, maka penamaan adalah dengan menambahkan subskrip a, b, c dan seterusnya setelah angka.Isomer adalah molekul dengan rumus kimia sama, tetapi struktur molekul berbeda.Contoh :
R124 (CHClFCF3). Dengan R124a (CHF2CClF2)
12
Penamaan Refrigeran (5)Refrigeran dari unsur anorganik, dinamakan berdasarkan berat molekul dari refrigeran ditambah dengan 700.Contoh : Amonia dengan BM=17, disebut R717,Air dengan BM=18, disebut R718Karbondioksida (CO2) berat molekul 44, disebut R744.
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 175
13
Refrigeran Campuran (6)A refrigerant can either be a single chemical compound or a mixture (blend) of multiple compounds.
Azeotropic. These are blends of multiple components of volatilities (refrigerants) that evaporate and condense as a single substance and do not change their volumetric composition or saturation temperature when they evaporate or condense at a constant pressure. Components in a mixture of azeotropes cannot be separated from their constituents by distillation. Properties of azeotropic refrigerants are entirely different from those of their components and may be conveniently treated as a single chemical compound.Near Azeotropic. Near-azeotropic refrigerants are blends whose characteristics are near to azeotropic. Although properties of near-azeotropic refrigerants are nearer to azeotropic than to nonazeotropic (zeotropic), near-azeotropic refrigerants are defined as zeotropic or nonazeotropic.Zeotropic. These are blends of multiple components of volatilities (refrigerants) that evaporate and condense as a single substance and do change volumetric composition or saturation temperature when they evaporate or condense at a constant pressure.Blends. Mixtures of refrigerants of two or more chemical compounds are blends. The advantage of a blend of multiple chemical compounds compared to a single compound is that the required properties of the blend can possibly be achieved by varying the fractional composition of the components.Glide. Zeotropic mixtures, including near-azeotropic blends, show changes in composition because of the leaks, the difference between liquid and vapor phases, or the difference between the charge and circulation, or their combined effect. The shift in composition causes the change in evaporating and condensing temperature and pressure. The difference in dew point and bubble point
Sumber : Shan K Wang, HANDBOOK OF AIR CONDITIONINGAND REFRIGERATION, Chapter 9
15
Refrigeran Metana dan Turunannya
CH4-164R-50
CH3Cl-23,7R-40
CH3F-78
R-41
CH2ClF-9
R-31
CH2F2
-51,6R-32
CH2Cl2
40R-30
CHF3-82,2R-23
CHCl3
61,2R-20
CCl476,7R-10
CF4
-127,8R-14
CHClF2-40,8R-22
CHCl2F8,9
R-21CClF3-81,5R-13
CCl2F2-29,8R-12
CCl3F23,7R-11
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 176
16
Syarat Refrigeran (ideal)Kimia :
Stabil dan inertKesehatan, Keselamatan dan LingkunganTingkat peracunan rendahTak mudah terbakarTak merusak lingkungan
Sifat Termofisika :Temp. kritis dan titik didih yang sesuai dengan kondisi kerjaKapasitas panas penguapan tinggiViskositas rendahKonduktivitas termal tinggi
Lain-Lain :Bercampur dengan oli, tapi tak bereaksiTitik beku rendahKompatibilitas dengan material sistemMudah dideteksi, jika bocor
17
Refrigeran dan Merk Dagang
USAPennsylvania Salt Manuf. Co.Isotron
USAUnion carbide chemicals corp.Ucon
JepangOsaka Kinzoku Kogyo Co., LtdDaiflon
AustraliaPasific Chemical Industr. Pty.Forane
JepangAsahi Glass co., Ltd.Asahi Fron
InggrisImperial chemical industr. Ltd.Arcton
JerbarHoechst AGFrigen
USAAllied Chemical CorpGenetron
USAE.I. du Pont de Nemours & Co.Freon
NEGARAPABRIKNAMA
Beberapa yang telah beredar di Indonesia adalah :
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 177
18
Kode Warna Refrigeran
HitamR-76411PerakR-71710
Biru hijauR-5039Ungu mudaR-5028
KuningR-5007Biru tuaR-1146
Ungu tuaR-1135HijauR-224
Biru muda dengan strip biru tuaR-133PutihR-122JinggaR-111
WARNA TABUNGREFRIGERAN
19
Pertimbangan memilih Refrigeran
Mempunyai titik didih yang rendah, harus lebih rendah daripada temperatur evaporator yang direncanakanMempunyai tekanan kondensasi yang rendah. (Tekanan kondensasi yang tinggi memerlukan kompresor yang besar dan kuat, juga pipa-pipanya 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 besarApabila terjadi kebocoran, mudah diketahui dengan alat-alat yang sederhanaHarganya murah.
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 178
20
Refrigeran NH3
NH3 telah digunakan sejak lama, dan dapat digunakan sebagai pengganti R22, malah dalam beberapa hal mempunyai kelebihandari R22.NH3 lebih cocok untuk plant yang besar.Kerugiannya adalah :1. koefisien isentropik yang tinggi (NH3 = 1,31; R22 =
1,18; R12 = 1,14)2. Beracun dan mudah terbakar, sehingga
dibutuhkan instalasi dan penanganan yangkhusus.
21
Perbandingan Refrigeran (1)
Perbandingan Temperatur Discharge
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 179
22
Perbandingan Refrigeran (2)
Perbandingan Tekanan
23
Refrigeran Sekunder
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 180
24
Sistem Langsung & Tak Langsung
Sistem langsung : refrigeran dalam koil langsung mendinginkan produk/udara yang didinginkan.Sistem Tak Langsung : refrigeran tak langsung mendinginkan produk/udara yang didinginkan, tetapi menggunakan refrigeran sekunder.
25
Sistem refrigerasi tak langsungDigunakan bila :
Lokasi benda yang didinginkan jauh dari mesin pendinginnyaAda resiko kontaminasi refrigeran pada produk yang didinginkanKemudahan distribusi pendingina diperlukan.
Digunakan refrigeran sekunder (chilled liquid) misalnya : Air, ethylene, glycol.Air digunakan bila temperatur kerja di atas 0 oC.Larutan garam (campuran air dengan garam), disebut BRINE. Fungsi garam dalam larutan adalah untuk menurunkan titik bekunya. Yang paling banyak dipakai adalah : Kalsium klorida (CaCl) dan natrium klorida (NaCl)
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 181
26
Sistem refrigerasi tak langsung
27
Perbandingan Refrigeran sekunder
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 182
28
Energi pemompaan relatif yang dibutuhkan
29
Titik beku Refrigeran sekunder
- 49.459
- 39.855- 40.355
- 31.95017.0100- 36.750
- 26.145- 1.690- 33.145
- 20.840- 35.850- 20.880- 29.440
- 16.435- 30.045- 38.970- 25.135
- 12.830- 24.740- 34.760- 19.230
- 9.525- 20.035- 23.050- 14.725
- 7.220- 15.830- 15.440- 10.420
- 5.315- 12.225- 9.530- 6.815
- 3.310- 8.820- 4.820- 4.710
- 1.75- 5.315- 1.610- 2.25
°C% by Vol°C% by Vol°C% by Wt°C% by Wt
Propylene GlycolEthylene GlycolGlycerineAlcohol
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 183
30
Refrigeran Sekunder (CaCl2)
-462.731.29530-552.741.29029.87
- 29.42.881.23325- 18.03.081.18220- 10.33.311.13315- 5.43.571.08710- 2.43.861.0445
04.181.0000
Freezing temperature
(°C)
Specific heat at 15.5°C (kJ/kgK)
Density at 15.5°C (kg/L)
Amount of CaCl2 in solution
(% by mass)
31
Refrigeran Sekunder (NaCl)
- 8.83.291.19125- 21.13.331.17523- 16.83.401.15020- 11.13.541.11115- 6.43.711.07210- 2.83.921.0355
04.181.0000
Freezing temperature
(°C)
Specific heat at 15.5°C (kJ/kgK)
Density at 15.5°C (kg/L)
Amount of NaCl in solution
(% by mass)
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 184
32
Refrigeran dan Lingkungan
33
Refrigeran dan lingkungan Kandungan unsur klorin (Cl) pada refrigeran menyebabkan efek perusakan Ozon di Atmosfir(bila terurai). Ukuran potensi perusakan Ozonedisebut dengan ODP (Ozone Depletion Potential)Kandungan unsur fluor (F) pada refrigeran menyebabkan efek rumah kaca di atmosfir.Ukuran potensi penghasil efek rumah kaca disebut dengan GWP (Global Warming Potential)Refrigeran alternatif salah satunya adalah CO2, NH3, Hidrokarbon (HC).
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 185
34
Lapisan Ozon di Atmosfir BumiLapisan Ozon : 16 – 50 Km di atas permukaan bumi.
O3 berfungsi menyaring/ mengurangi instensitas UV masuk ke bumi.
Terbentuk secara alamiahdari O2 menjadi O3 denganbantuan UV
35
Terbentuknya Ozon (O3)
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 186
36
Perusakan OzonDampak perusakan Ozonadalah hilangnya lapisanfilter UV alami.
Dampak berlebihnya UV : • Resiko Penyakit kanker kulit.• Peningkatan penyakit mata
(katarak)• Berkurangnya imunitas
(kekebalan) manusia• Hasil bumi berkurang• Berkurangnya perkembangan
phytoplankton (rantai makananterganggu)
37
Kondisi Lubang Ozon 1991 - 1994
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 187
38
Lubang Ozon bulan September 2006
“Largest hole in the record.”~Size of North America
Source: NASA
39
Terurainya O3 oleh Klorin
CF2Cl2 + UV Cl + CF2ClCl + O3 ClO + O2
ClO + O3 2O2 + ClCl + 2O3 3O2 + Cl
+
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 188
40
Ozon Depletion Potential (ODP)
Ukuran yang menyatakan tingkat potensiperusakan akibat gas terhadap OzonUkuran yang dinyatakan relatif terhadaptingkat perusakan ozon oleh R-11Contoh :
R-11, ODP = 1R-12, ODP = 0.8R-134a, ODP = 0
41
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 189
42
Radiasi Surya
Emisi Radiasi Inframerah
=Radiasi Surya = Emisi Radiasi inframerah
Input = output =≈235 Watts per square
meter
43
Global Instrumental Temperature Record
Dep
artu
res
in te
mpe
ratu
re (°
C)
from
the
1961
-199
0 av
erag
e
5 Warmest years so far:1. 20052. 1998 (El Niño year)3. 20024. 20035. 2004
Sumber : Diskusi Panel Pemanasan GlobalApa Yang Dapat Dilakukan Dunia Properti?Mercantile Athletic Club, 24 Agustus 2007Colliers International - IAI - REI - AMPRI - IAFBI
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 190
44
1970 2005
Kilimanjaro
Sumber : Diskusi Panel Pemanasan GlobalApa Yang Dapat Dilakukan Dunia Properti?Mercantile Athletic Club, 24 Agustus 2007Colliers International - IAI - REI - AMPRI - IAFBI
45
Global Warming Potential (GWP)
Ukuran yang menyatakan tingkat potensiuntuk menimbulkan efek rumah kacaUkuran dinyatakan relatif terhadap tingkatefek rumah kaca dari CO2Contoh :
CO2, GWP = 1R-12, GWP = 7300R-134a, GWP = 1300
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 191
46
Total Equivalent Warming Impacts (TEWI)
⎪⎪⎪⎪
⎭
⎪⎪⎪⎪
⎬
⎫
⎪⎪⎪⎪
⎩
⎪⎪⎪⎪
⎨
⎧
+
⎪⎪⎪⎪
⎭
⎪⎪⎪⎪
⎬
⎫
⎪⎪⎪⎪
⎩
⎪⎪⎪⎪
⎨
⎧
=
productionenergy from CO
EffectIndirect
emission)nt (Refrigera
EffectDirect
TEWI
2
47
Total Equivalent Warming Impacts (TEWI)300 Ton Chillers And Cooling Towers At Two Cost Levels
00
5050
100100
150150
Direct Direct -- RefrigerantRefrigerantIndirect Indirect -- ElectricElectric
RR--1111 RR--123123 RR--2222RR--1212 RR--134a134a
Com
para
tive
War
min
g (
%)
Com
para
tive
War
min
g (
%)
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 192
48
Peta ODP dan GWP
11
22 33
1111
1131131212
114114115115
ODPODP
ODPODP
GWP (100 Year)GWP (100 Year)
123123152a152a
141b141b
3232 134a134a
2222142b142b
125125143a143a00
0.020.02
0.040.04
0.060.06
0.080.08
0.100.10
0.120.12
00 500500 1000100015001500200020002500250030003000
0.140.14
123123152a152a
141b141b
3232 134a134a
2222142b142b
125125 143a143a00
0.020.020.040.040.060.060.080.080.100.100.120.12
00 500500 10001000 15001500 20002000 25002500 30003000
0.140.14
Halocarbon GWPHalocarbon GWP
44
49
0.2 0.0 2000 4000 6000 80000.40.60.81.0
CFC-1112
113114115
HCFC-22123124
141b142b
HFC-32125
134a143a152a
227ea236fa245fa
ODP VERSUS GWP
©JMC
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 193
50
Kesepakatan dunia
The Montreal Protocol (1987) : Kesepakatan untukproteksi terhadap lapisan ozon akibat ODS (“OzonDepletion Substance”) dengan cara “phase out” produksibeberapa bahan yang dipercayai merusak ozon, antaralain CFC, refrigeran yang mengandung klorin (Cl).The Kyoto Protocol (1997) : Kesepakatan untukmengurangi emisi gas-gas penyebab efek rumah kaca(“greenhouse effect”). Gas yang diprioritaskan dikurangiemisinya adalah al. : karbondioksida (CO2), metana, nitrous oxide (N2O), Sulfur hexafluoride (SF6), Hydro Fluoro Carbon (HFC)
51
Solusi :
Cari sistem lain : ThermoelectricSiklus udaraThermoacousticDll.
Cari substansi (bahan atau refrigeran) yang tidakmerusak ozon (ODP rendah) dan sedikit/tidakmenimbulkan efek rumah kaca (GWP rendah) :
CO2NH3HC
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 194
52
53
Pengganti Refrigeran
POE 32,125,134a 17700.000 LM R 502 R 407A
POE 125,143a,13 4a 37480.000 LM R 502 R 404A
AB,MO,POE 290,22,218 (22) -1350 0.025 LM R 502 R 403B
AB,MO,POE 22,115(22)-1350 (115)-9300 0.330 LM -R 502
AB,MO,PAG, POE Hydrocarbon Blend <3 0.000 LMH R 502 HC 502a®
POE 32,125 17250.000 MH R 22 R 410A
POE 32,125,134a 15250.000 MH R 22 R 407C
AB,MO,POE 22 13500.055 LMH -R 22
AB,MO,PAG, POE Hydrocarbon Blend <3 0.000 LMH R 22 HC 22a©
PAG,POE 134a 13000.000 MH R 12 R 134a
AB,MO,POE 12 66501.000 LM -R 12
AB,MO,PAG ,POE Hydrocarbon Blend <3 0.000 LMH R 12 HC 12a
Lubricant CompatibilityComponents GWP(100 years)ODP ApplicationSimilar To Refrigerant
AB = AlkylbenzeneMO = Mineral oilPAG = Polyalkylene glycolPOE = Polyol ester
Sumber : EARTH FRIENDLY HC BLENDS, I. Oprea, Universitatea "Dunarea de Jos – Galati"
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 195
54
55
Beralih ke Hidrokarbon
Karena :Biaya ganti sistem mahalRamah Lingkungan (ODP = nol, GWP rendah)Drop in substitute (tak perlu ganti sistem)
Persoalan yang dihadapi :FlammableButuh teknisi yang disiplin
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 196
56
Refrigerant Classification ASHRAE Standard 34-2004 Refrigerant Classification
Higher Toxicity Lower Toxicity
B1R-123
A1R-11, R-12, R-134a
No Flame Propagation
B2Ammonia
A2R-142b, R-152a
Lower Flammability
B3 A3
Propane, Butane Higher
Flammability
Safety Group
IncreasingToxicity
IncreasingFlammability
57
Perbandingan R-12 dan penggantinya
~ 0.75 Lt ~ 0.86 Lt ~ 0.90 Lt Average System Charge by Volume
<300 grams ~ 840 grams ~ 900 grams Average System Charge by Weight
Low High MediumPower Consumption
High Low MediumEnergy Efficiency
Excellent Poor Good Cooling Performance @ 40°C
<1 ~ 16 ~ 130 Atmosphere Lifetime (Years)
No No Yes Ozone Depletion Potential I
~ 0/3 3100/ 1300 8500/8500 Global Warming Potential (20 year/100 year)
~200 °C~200 °C~200 °CLubricant Flammability (auto-ignition temperature)
Extremely Low Extremely High Very High Toxicity after ignition (by-products)
~ 460°C -~ 470°C(yes)
-800°C(non)
1100°C(non) Flammability (auto-ignition temperature)
Low Medium MediumToxicity
-29.8°C -26.6°C -29.7°C Boiling Point @ 20°C
R-600a R-290 R- 134a (100)R-12 (100)Formula
Isobutane & Propane C4H10 &
CH2CH3CH2
1,1,1,2,-Tetrafluoroethane CH2FCF3
Dichlorodifluorom ethane CCl2F2 Chemical Name
HC(HydroCarbon)
HFC(HydroFluoroCarbon)
CFC(ChloroFluorocarbon) Class
HC12 R134 a R12
Sumber : EARTH FRIENDLY HC BLENDS, I. Oprea, Universitatea "Dunarea de Jos – Galati"
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 197
58
Perbandingan Tekanan Saturasi
02468
1012141618
-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70
Temperatur Saturasi (oC)
Teka
nan
(bar
)
R134aHC-12R12
59
Perbandingan Kinerja
4700W4880WHeat extraction rate
2.3K3.5KSubcooling
29.7°C33.0°CCondensing temp.Inlet cabinet
8.2K9.2KSuperheat
-0.5°C-2.45°CEvaporating temp. outlet cabinet
75% of the operating time
19.5°C19.7°CAir in temp. condenser
7.4°C7.3°CAverage evaporator air on temp.
0.5°C0.5°CAverage evaporator air off temp.
4.9°C4.6°CAverage all packages
Average Values
-1.4°C-1.2°CColdest package
13.8°C13.3°CWarmest package
ISCEON® 59R22
BAB VIII REFRIGERAN
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 198
60
Perbandingan Kinerja
14.613.814.7kWCapacity
5.44.65.1kWPower requirement
656763%Humidity in
413938%Humidity out
4.6 / 64.4 / 7.64.7 / 4.5bar/°CSuction pressure
21.3 / 55.518.5 / 55.519.5 / 52.5bar/°CCondensation pressure
88.672.798.5°CDischarge temperature
14.614.814.2°CEvaporator Air outlet
24.324.323.9°CEvaporator Air inlet
47.646.848.2°CCondenser Air outlet
35.835.836.2°CCondenser Air inlet
R407CR417AR22UnitParameter
61
Bacaan Lebih Lanjut dan Tugas
Pelajari :1. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd ed.,
John Wiley and Sons, Chapter 16.2. Althouse, dkk., Modern Refrigeration and Air
Conditioning, The Goodheart-WillcoxCompany, Inc., 2003.
3. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill, 2001
BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 199
1
BAB IX
PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI
2WHM
Materi : Sistem Pemipaan
Penentuan ukuran pipa dan jenis pipa, pressure drop pada pipa,Penyambungan dan penggunaan pipa riser,Pengetesan kebocoran, pemvakuman dan pengisian refrigeran
BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 200
3WHM
Sistem Pemipaan RefrigeranDisain sistem pemipaan refrigeran haruslah dapat :1. Cukup mensuplai refrigeran ke evaporator;2. Tidak menimbulkan drop tekanan yang berlebihan;3. Mencegah oli yang berlebihan terperangkap pada salah
satu bagian dalam sistem;4. Mencegah (setiap saat) kehilangan oli pelumas di
kompresor;5. Mencegah masuknya refrigeran cair ataupun oli yang
masuk ke kompresor saat sistem dijalankan ataupundalam keadaan “idle”;
6. Meyakinkan oli akan kembali ke ‘crankcase” kompresor7. Terhindar dari kebocoran.
4WHM
Bahan Pemipaan1. Baja hitam (Black Steel)2. Besi (Wrought Iron)3. Tembaga (Copper)4. Kuningan (Brass)5. Alumunium
Khusus untuk jenis refrigeran Amoniak (R-717), tidakboleh menggunakan pipa tembaga ataupun kuningan(harus dari bahan besi)Bila ukuran pipa < 100 mm OD, maka boleh tembagaatau besi, diatas 100 mm OD, harus menggunakanpipa Baja.
BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 201
5WHM
Sambungan (fitting)
1. Screwed2. Flanged3. Flared4. Welded5. Brazed6. Soldered
6WHM
Pengerjaan Pipa untuk Flare
BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 202
7WHM
Contoh Sambungan Flare
8WHM
*Except for sizes ¼” and 3/8” OD where wall thicknesses of 0.30 and 0.32 in. are required. Soft copper refrigeration tubing may be used for sizes 13/8” OD and smaller. Mechanical joints must not be used with soft copper tubing in sizes larger than 7/8” OD.
**Normally standard wall steel pipe or Type M hard copper tubing is satisfactory for air conditioning applications. However, the piping material selected should be checked for the design temperature-pressure ratings.
***Normally 125 lb cast Iron and 150 lb malleable iron fittings are satisfactory for the usual air Conditioning application. However, the fitting material selected should be checked for the design temperature-pressure ratings.
Cost brass, wrought copper or wrought brassHard copper tubing**
Welding or cast iron***Black steel pipeHOT WATER
Cost brass, wrought copper or wrought brassHard copper tubing**
Welding or cast iron***Black steel pipe**STEAM ORCONDENSATE
Cast brass, wrought copper or wrought brassHard copper tubing **
Galvanized, drainage; cast or malleable Iron***Galvanized steel pipe**DRAIN ORCONDENSATE LINES
Cast brass, wrought copper or wrought brassHard copper tubing**
Welding, galvanized; cast or malleable iron***Galvanized steel pipe**CONDENSER ORMAKE-UP WATER
Cast brass, wrought copper or wrought brassHard copper tubing**
Welding, galvanized; cast, malleable or back iron***Black or galvanized steel pipe**CHILLED WATER
Lap welded or seamless for sizes larger than 2 in. IPS300 lb welding or threaded malleable iron
Steel pipe, standard wall
Wrought copper, wrought brass or tinned cast brassHard copper tubing, Type L*
Hot Gas Line
Lap welded or seamless for sizes larger than 2 in. IPS
Standard wall for sizes larger than 1 ¼ in. IPS
Extra strong wall for sizes 1 1/2 in. IPS and smaller300 lb welding or threaded malleable iron
Steel pipe
Wrought copper, wrought brass or tinned cast brassHard copper tubing, Type L*
Liquid Line
Lap welded or seamless for sizes !larger than 2 in. IPS150 lb welding or threaded malleable iron
Steel pipe, standard wall
Wrought copper, wrought brass or tinned cost brassHard copper tubing, Type L*
Suction Line
REFRIGERANTS 12, 22, AND 500
FITTINGSPIPESERVICE
TABLE 1 RECOMMENDED PIPE AND FITTING MATERIALS FOR VARIOUS SERVICES
BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 203
9WHM
Kecepatan Refrigeran(rekomendasi)
cair< 0,5Saluran cair (liquid line)
gas10 - 18Saluran keluaran (discharge Line)
gas4,5 - 20Saluran hisap (suction Line)
Fasarefrigeran
Kecepatan(m/s)Pipa
10WHM
Ukuran Pipa
linesuction line dischargeline liquid φφφ <<
Mengingat kondisi kerja yang dialami refrigeran padatiap bagian sistem berbeda, maka volume spesifikrefrigern juga berbeda, hal ini akan berpengaruh padaukuran pipa yang harus digunakan.
BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 204
11WHM
Langkah-Langkah Instalasi Sistem
1. Rencanakan komponen (evaporator, kondensor, alatekspansi dan kompresor atau cooling unit dan outdoor unit) pada tempat yang diinginkan.
2. Sambungkan tiap komponen dengan pipa yang sesuai, dan lakukan penghembusan (“flushing”) pipadengan gas N2, sebelum pipa terpasang, untukmembuang kotoran.
3. Periksa kebocoran pada sambungan/pipa.4. Vakum sistem dengan benar.5. Isi refrigeran6. Jalankan sistem dan ujilah.
12WHM
Petunjuk Pemasangan PipaRefrigeran (1)1. Peralatan dan pipa haruslah rapat gas (gas tight) dan
tahan tekanan tinggi.2. Bahan yang digunakan hendaknya dipilih sesuai
dengan penggunaannya, jenis refrigeran, temperaturkerja.
3. Kecepatan gas tidak boleh terlalu tinggi. Untuk pipa gas isap : untuk pipa horisontal 3,5 m/s atau lebih, untukpipa naik 6 m/s dan untuk pipa keluar : 20 m/s ataulebih
4. Supaya instalasi refrigerasi dapat bekerja dengan baikdalam segala keadaan operasi siklus refrigerasi (bebanpenuh, beban parsial, beban rendah, start, berhenti), maka peraturan umum instalasi pipa harus dipenuhi.
BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 205
13WHM
Petunjuk Pemasangan PipaRefrigeran (2)5. Panjang pipa yang menghubungkan setiap peralatan
harus sependek mungkin.6. Usahakan agar belokan yang dipakai tidak banyak dan
dengan jari-jari belokan yang besar sehingga rugi gesekyang terjadi pun minimal.
7. Oleh karena katup stop biasanya memberikan kerugiantekanan yang lebih besar daripada yang dapat terjadikarena aliran dalam pipa dan kemungkinan kebocorangas hendaknya digunakan jumlah katup yang minimal.
8. Jumlah sambungan yang dapat menyebabkankebocoran gas harus minimal. Jadi instalasi pipa harusrapat-gas, tidak boleh terjadi kebocoran.
14WHM
Petunjuk Pemasangan PipaRefrigeran (3)9. Hendaknya dapat dihindari kemungkinan terjadinya
variasi temperatur sepanjang pipa terutama di dalampipa isap dan pipa cairan.
10. Semua pipa horisontal harus sedikit dimiringkan kebawah, kira-kira dengan kemiringan 1/250, supayarefrigeran yang ada di dalamnya dapat mengalirdengan baik.
11. Jumlah perangkap (pipa U) atau pipa buntu (Blind pipe), dimana pelumas dapat berhenti, harus diusahakanminimal.
12. Untuk mencegah minyak pelumas mengalir lagi kekompresor dalam jumlah besar, pada waktu kompresorbekerja, hendaknya dipasang perangkap (trap) padabagian yang lebih rendah dari pipa naik.
BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 206
15WHM
Petunjuk Pemasangan PipaRefrigeran (4)13. Gunakan petunjuk yang benar dalam memasang pipa
sesuai dengan yang disyaratkan vendor14. Pasang pipa ekspansi bila diperlukan untuk
mengkompensasi pemuaian pipa15. Bagian pipa yang diperkirakan mudah/cepat rusak
hendaknya diberi katup pelindung. Pipa dapat dipasangsekurang-kurangnya 2 meter di atas lantai atau ditanamdi bawah permukaan tanah dengan pelindung yang baik.
16. Persyaratan teknik yang diminta dan telah ditetapkandalam peraturan standar harus dipenuhi.
16WHM
Contoh Instalasi pipa
Single riser dan pitch diperlukan
Pemasangan Double Riser
BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 207
17WHM
Contoh Instalasi Pipa Suction
18WHM
Pemeriksaan Kebocoran
1. Mencari kebocoran dengan air sabun (soap bubbles)
2. Diberi tekanan lalu direndam dalam cairan/air3. Alat pencari kebocoran dengan nyala api
(Halida Torch)4. Detektor kebocoran elektronik (Electronic leak
detector)5. Mencari kebocoran dengan zat pewarna
(colored tracing agent)
BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 208
19WHM
1. Mencari kebocoran dengan air sabun (soap bubbles)
Air sabun biasanya dipakai dalam keadaan terpaksa, bila alat pencarikebocoran yang lain tidak ada lagi. Mencari kebocoran dengan air sabunadalah yang termurah dan tersederhana.Kebocoran yang dapat diketahui letaknya tepat pada tempat yang bocoratau dimana ada gelembung gasnya.Air sabun hanya dapat dipakai untuk mencari kebocoran yang tidak terlalubesar dan pada tempat-tempat yang terlihat dengan mata dan dapat dicapaioleh tangan kita. Memakai air sabun harus pada bagian sistem yang ada tekanannya(Tekanan diatas tekanan Atmosfir).Setelah selesai pencarian kebocoran, jangan lupa dibersihkan lagi air sabun dari permukaan pipa dan sambungan pipa.Selain sabun juga dapat memakai minyak yang encer atau lain macamcairan yang khusus dibuat untuk mencari kebocoran tersebut.
20WHM
2. Diberi tekanan lalu direndamdalam air/cairan
Sebaiknya komponen yang akan diperiksakebocorannya diberi R-22 atau udarakering. Jangan memakai udara ruang.Komponen harus bertekanan cukup besarhingga + 150 psig. Tekanan tersebutjangan melebihi tekanan maksimum yang diperbolehkan.
BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 209
21WHM
3. Alat pencari kebocoran dengannyala api (Halida Torch)
Bahan bakar : alkohol, propane, butane, acytheline atau gas alam. Khusus mencari bahanpendingin halogen yaitu bahan pendingin yang mengandung unsur : fluorine, chlorine, iodine danbromine. Nyala :
Tidak ada kebocoran bahan pendingin biruSedikit kebocoran bahan pendingin ada warna
Nyala api dari halida torch jangan terlalu besarkarena dalam kebocoran yang kecil tidak akanmengubah atau mempengaruhi nyala apinya
22WHM
BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 210
23WHM
4. Detektor kebocoran elektronik(Electronic leak detector)
Yang diukur adalah tahanan elektronikdari gas (udara). Jika ada bahanpendingin yang sedang diukur maka arusyang mengalir akan berubah danperubahan ini dapat dinyatakan denganperubahan jarum pada meter, bunyi ataulampu.Electronic leak detector ini sangat peka.Jangan merokok waktu memakai alattersebut karena asap rokok dapatmempengaruhi kerja alat tersebut.
24WHM
5. Mencari kebocoran dengan zatpewarna (colored tracing agent)
Disebut juga liquid tracer.Dipakai dengan cara memasukkan cairan tersebutdalam sistem, agar bercampur dengan bahan pendingindan ikut bereaksi ke semua bagian sistem. Tambahan cairan (liuid tracer) tersebut harus stabil, tidak boleh bereaksi dengan bahan pendingin, minyakpelumas mesin atau logam yang banyak dipakai padasistem pendingin, juga jangan sampai membuat buntupada saringan dan evaporator. Pada umumnya bahantambahan tersebut dapat dipakai untuk semua bahanpendingin, golongan fluorocarbon, amonia dan lain-lain.Salah satunya : visoleak, trace, Dytel.
BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 211
25WHM
Manifold Gauge
26WHM
Manifold Gauge
Ke Low Pressure Side / Suction
Compresor
Ke High Pressure Side / Discharge
Compresor
Ke Vacuum Pump atau
TabungRefrigeran
BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 212
27WHM
Adapter
28WHM
Pompa Vakum dan pemvakuman
BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 213
29WHM
Mem-vakum Sistem AC SPLIT
30WHM
Pemvakuman1. Pasangkan Adapter ke selang pengisian.2. Lepaskan cap/penutup dari katup servis pada
saluran refrigeran3. Pasangkan manifold gauge(a) Tutuplah semua katup pada manifold gauge.(b) Pasangkan adapter ke katup servis.
4. Keluarkan udara dari sistem(a) Hubungkan pompa vakum dengan adapternya,
pada saluran/selang warna kuning di manifold gauge
(b) Buka katup sisi tekanan rendah dan tinggi danjalankan pompa vakum
(c) Setelah kira-kira 10 menit atau lebih, periksatekanan rendah pada pressure gauge. Bila tekananmenunjukkan 750 mmHg (30 in. Hg) atau lebih, hentikan pemvakuman. Dan lakukan pemeriksaankebocoran. Lakukan perbaikan
(d) Tutuplah kedua katup, dan hentikan pemvakuman.(e) Biarkan selama 5 menit, dan perhatikan pressure
gauge.
BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 214
31WHM
Pengisian Refrigeran
32WHM
Pengisian RefrigeranLangkah pengisian :1. Pastikan katup-katup pada manifold gauge
tertutup dengan baik, dan sistem sudah dalam keadaan vakum.
2. Pasangkan selang refrigeran (warna kuning) ke manifold. Sebelum dipasang lakukan “flushing”untuk membuang udara dalam selang.
3. Buka katup Hi atau Lo, untuk mengisi refrigeran, buka katup refigeran.
4. Bila jumlah refigeran yang harus dimasukan telah diketahui, gunakan timbangan atau gunakan Charging Cylinder
5. Bila refrigeran yang harus diisikan tidak diketahui atau akan dikira-kira, isikan refrigeran kira-kira sebagian saja. Baru kemudian kompresor dijalankan, dan refrigeran diisikan sedikit demi sedikit. Perhatikan tekanan kerja evaporator dan arus listrik ke kompresor.
6. PENTING : JANGAN MENJALANKAN KOMPRESOR BILA SISTEM DALAM KEADAAN KOSONG DARI REFRIGERAN.
BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 215
33WHM
Alat Pengisian Refrigeran dengantimbangan (Charging Weight)
34WHM
Pengisian fasa gas
BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 216
35WHM
Pengisian fasa cair
36WHM
Pengisian fasa cair (dengan throttling di pipa)
BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 217
37WHM
Bacaan Lebih Lanjut dan Tugas
Pelajari :1. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd ed.,
John Wiley and Sons, Chapter 19.2. Althouse, dkk., Modern Refrigeration and Air
Conditioning, The Goodheart-WillcoxCompany, Inc., 2003.
BAB X KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 218
1
BAB X
KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI
2WHM
Materi : Komponen PendukungJenis kontrol refrigerasi (Kontrol kelistrikan dan Kontrol aliran/ mekanik)Fungsi dan instalasi mekanik dari Elemen-elemen/ komponen-komponen kontrol kelistrikan: Solenoid valve, Katup solenoid, Thermostat, Saklar laju aliran (flow switch), Delay relay, Defrost timer, Pressure stat, Oil press stat, Overload protector, Starting relay, Running –Starting Capacitor, HumidistatFungsi, Konstruksi dan cara kerja – instalasi dari Elemen-elemen/ komponen-komponen Kontrol mekanik: Liquid receiver, Accumulator, Oil separator, filter dryer, sight glass, Strainer, Liquid-suction heat exchanger, 2-3-4 way valve, 4 way reversing valve, Evaporator Press Reg, Condensing Press Reg, Crankcase Press Reg, Suction Press Reg, Discharge Pressure Reg, Hot gas bypass valve, Load unload sol valve, Water Flow Reg, Sol valve, Check Valve, Service Valve, Relief Valve, Liquid Refri. Distributor, Oil Press Reg, Var. Refrigerant Vol. Contr, Muffler, vibration eliminator, Oil Separator, Purging UnitContoh aplikasi sistem kontrol refrigerasi : Instalasi sistem 1 outdoor unit dengan 2 indoor unit beda set temperatur,Sistem water cooled condensor dan cooling tower, Kelistrikan sistem freezer.
BAB X KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 219
3WHM
Komponen Pendukung
Komponen pendukung merupakankomponen tambahan sistem refrigerasikompresi uap supaya sistem dapatbekerja lebih lancar, aman dan terkendali.Agar sistem bekerja sesuai dengankondisi yang diinginkanTerdiri dari komponen kontrol (mengatur) dan komponen indikator (penunjuk).
4WHM
Alat kontrol :
Alat kontrol aliran refrigeran (mekanik)(EPR, CPR, Check Valve, dll)Alat kontrol kelistrikan(Saklar, MCB, Relay, Kontaktor, time delay relay, dll.)Alat kontrol gabungan (mekanik dan listrik)(solenoid valve, HLP, thermostat, DifferensialPressure)
BAB X KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 220
5WHM
Liquid Receiver danAccumulator
Liquid receiver berfungsi sebagaipenerima / penyimpan cairanrefrigeran yang berasal darikondensor sehingga refrigeran yang mengalir ke liquid line benar-benarcair, juga berfungsi sebagaipenampung refrigeran pada saatsistem pump down.Accumulator fungsinya samadengan liquid receiver yaitusebagai penyimpan cairanrefrigeran yang berasal darievaporator untuk mencegahmasuknya cairan tersebut ke dalamkompresor dan meyakinkan yang masuk kompresor adalah fasa gas.
6WHM
Liquid to Suction Heat Exchanger (penukar kalor liquid - suction)
Beberapa sistem refrigerasi dilengkapi dengan penukar kalor, jalurcair ke hisap (liquid suction), yang menurunkan suhu (subcool) cairandari kondensor dengan uap hisap (suction vapour) yang datang darievaporator.Keuntungan : naiknya efek refrigerasi sehinggga kapasitas dankoefisien prestasi tampaknya dapat ditingkatkan. Terjaminnya fasarefrigeran gas masuk ke kompresor.Kerugian : Kompresor semakin panas, karena refrigeran masukkompresor lebih superhated.
BAB X KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 221
7WHM
Filter Drier
Alat ini dipasang pada daerah liquid line atau sebelumTXV dan sight glass.Fungsinya untuk menyaring refrigeran dari kotoran danmengeringkan refrigeran dengan cara menyerap uap air yang terkandung dalam refrigeran.
8WHM
Filter Drier1. Inlet2. Spring3. Solid core4. Polyester mat5. Perforated plate6. Seal cap (Flare/Solder Connection 1. Plug
2. Flange bolt3. Flange4. Flange gasket5. Spring6. Core holder, top7. Solid core8. Strainer9. Gasket10. Core holder, bottom11. O-ring12. Filter drier housing
BAB X KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 222
9WHM
Sight GlassAlat ini dipasang setelah filter dryer pada liquid lineBerfungsi untuk melihat apakahrefrigeran yang melewati sight glass benar-benar cair atauuntuk melihat cukup-tidaknyarefrigeran yang mengalir dalamsistem.Menunjukkan apakah dalam refrigeran terdapat uap air, terlihat dari indikator warna pada sight glass (1)
10WHM
Solenoid ValveBerfungsi untukmenghentikan ataumeneruskan cairanrefrigeran dalam sistemrefrigerasi.Jika dipasang pada liquid line, akan menjagarefrigeran terperangkap disisi tekanan tinggi danmenurunkan kerjakompresor saat awaldijalankan.
BAB X KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 223
11WHM
Evaporator Pressure RegulatorDigunakan untukmempertahankan tekananevaporasi di evaporator pada tekanan yang ditentukan.
1. Protective cap2. Gasket3. Setting screw4. Main spring5. Valve body6. Equalization bellows7. Valve plate8. Valve seat9. Damping device10. Pressure gauge connection11. Cap12. Gasket13. Insert
12WHM
Crankcase Pressure RegulatorBerfungsi untuk menjaga tekanan masukan kompresor.
1. Protective cap2. Gasket3. Setting screw4. Main spring5. Valve body6. Equalization bellows7. Valve plate8. Valve seat9. Damping device
BAB X KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 224
13WHM
Condensing Pressure RegulatorBerfungsi untuk menjaga tekanan kondensasi di Kondensor.
KVR1. Seal cap2. Gasket3. Setting screw4. Main spring5. Valve body6. Equalizing bellows7. Valve plate8. Valve seat9. Damping device
10. Manometer connection11. Cap12. Gasket13. Insert
NRD1. Piston2. Valve plate3. Piston guide4. Valve body5. Spring
14WHM
Oil Separator
Berfungsi mencegah ikutnyaoli bersirkulasi dalam sistem.Mengembalikan oli yang terbawa di saluran discharge agar kembali ke crankcase compresor.
BAB X KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 225
15WHM
Check Valve
Mencegah aliran balik pada saluran/pipa.
16WHM
Service Valve
BAB X KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 226
17WHM
StrainerBerfungsi untuk menyaring kotoran dalam sistem (pipa refrigeran atau oli)
1. Strainer housing2. Strainer3. Gasket4. Cover5. Screw11. Flange (tongue)12. Flange (groove)13. Flange gasket14. Flange screw
18WHM
Starting Relay
Starting Relay
Contoh rangkaian pada kulkas
BAB X KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 227
19WHM
Defrost TimerBerguna untuk mengatur defrostDigerakkan oleh motor yang berputar + 144 rpmPengaturan dalam 24 jam terjadi 3 – 4 kali defrost, dengan durasi 10 sampai 30 menitKadang ada defrost timer yang mempunyaiwaktu tunggu 1,5 – 3 menit sebelum kompresordan fan evaporator bekerja, setelah kontakberpindah, supaya ada waktu kondensatmengalir keluar evaporator.
20WHM
Defrost Timer 4 TerminalTerdiri dari :
Motor timerSusunan roda gigi,Poros3 (Tiga) buah terminal SPDT
Kontak 2 dihubungkan ke defrost heater dan defrost termostatKontak 4 dihubungkan ke Kompresor dan fan evaporator.
BAB X KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 228
21WHM
22WHM
Thermostat
Berfungsi sebagai pengatur temperatur atau sebagai pengaman.Berisi :
gas (vapour charge), berisi cairan dalam keadaan saturasi (campuran)adsoprsi (adsorption charge), berisi gas superheated dan partikel padat bersifat adsorpsi.
BAB X KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 229
23WHM
Thermostat 1. Temperature setting spindle2. Differential setting spindle3. Main arm7. Main spring8. Differential spring9. Bellows12. Switch13. Terminals14. Earth terminal15. Cable entry16. Tumbler17. Sensor
24WHM
PressurestatBerfungsi untuk menjaga tekanan berlebihan dalam sistem (tekanan terlalu tinggi atau tekanan terlalu rendah). Dapat digunakan juga sebagai pengatur jalannya fan kondensor ataupun evaporator.Jenis
High Pressure stat (HP)Low Pressure stat (LP)High and Low Pressure stat (HLP)
Konstruksinya dilengkapi dengan saklar Single Pole Double Throw (SPDT switch). Posisi saklar ditentukan oleh setting dan tekanan kerja sistem
BAB X KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 230
25WHM
Pressurestat (LP / HP)
1. Low pressure (LP) setting spindle2. Differential setting spindle, LP3. Main arm5. High pressure (HP) setting spindle7. Main spring8. Differential spring9. Bellows10/11. LP/HP connection
12. Switch13. Terminals14. Earth terminal15. Cable entry16. Tumbler18. Locking plate19. Arm30. Reset button
26WHM
Pressure Stat (HLP)1. Low pressure (LP) setting spindle2. Differential setting spindle, LP3. Main arm5. High pressure (HP) setting spindle7. Main spring8. Differential spring9. Bellows10. LP connection11. HP connection12. Switch13. Terminals14. Earth terminal15. Cable entry16. Tumbler18. Locking plate19. Arm30. Reset button
BAB X KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 231
27WHM
Differential Pressure ControlBerfungsi sebagai pengaman untuk menjaga tekanan oli pelumas terlalu rendah. Bila tekanan oli turun, beberapa saat kemudian, differential pressure control akan menghentikan kompresor.
1. Connection to pressure side of lubrication system, OIL2. Connection to suction side of refrigeration plant, LP3. Setting disc4. Reset buttom5. Test device
28WHM
Safety Relief Valve
BAB X KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 232
29WHM
Four-Way Valve
Refrigeration Heat Pump
30WHM
Con
toh
Inst
alas
isi
stem
refri
gera
si
BAB X KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 233
31WHM
Con
toh
Inst
alas
isi
stem
refri
gera
si
32WHM
Con
toh
Inst
alas
isi
stem
refri
gera
si
BAB X KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 234
33WHM
Contoh Sistem & Kelistrikannya
34WHM
Sistem Kontrol 3 Evaporator
BAB X KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 235
35WHM
Sistem Kontrol
36WHM
Bacaan Lebih Lanjut dan Tugas
Cari dan pelajari tentang :Differensial Oil Pressure, Thermostat, High and Low Pressurestat, Water Regulator, Three Way Valve, Four Way Valve.Pelajari :
1. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd ed., John Wiley and Sons, Chapter 19.
2. Althouse, dkk., Modern Refrigeration and Air Conditioning, The Goodheart-Willcox Company, Inc., 2003. Chapter 13
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 236
DAFTAR PUSTAKA
1. http://www.usd.edu/phys/keller.cfm 2. Dossat Roy J. Principles of Refrigeration 2nd Ed. John Wiley & Son. 3. Arora CP. Refrigeration And Air Conditioning (in SI Unit). Tata
McGraw-Hill.
4. JP Holman, Perpindahan Kalor, terjemahan E. Jasjfi, Erlangga. 5. FP Incropera & DP De Witt, Fundamentals of Heat and Mass Transfer,
John Willey & Son.
6. Hand book of ASHRAE 2005 : Fundamentals (SI) 7. Hand book of ASHRAE 2006 : Fundamentals (SI) 8. Hand book of ASHRAE 2007 : Fundamentals (SI) 9. Hand book of ASHRAE 2008 : Fundamentals (SI) 10. John H. Lienhard IV / John H. Lienhard V, A Heat Transfer Textbook,
3rd Edition, 2002
11. http://www.et.web.mek.dtu.dk/Coolpack/ 12. Althouse, dkk., Modern Refrigeration and Air Conditioning, The
Goodheart-Willcox Company, Inc., 2003.
13. Diskusi Panel Pemanasan Global : Apa Yang Dapat Dilakukan Dunia Properti? “, Mercantile Athletic Club, 24 Agustus 2007, Colliers International - IAI - REI - AMPRI - IAFBI
14. EARTH FRIENDLY HC BLENDS, I. Oprea, Universitatea "Dunarea de Jos – Galati"
15. Buku Manual Penggunaan Komponen Refrigerasi 16. Buku Katalog Komponen Sistem Refrigerasi
Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 237
L A M P I R A N
1. Diagram Psikrometrik dan Diagram P-h
2. Garis Besar Program Pengajaran (GBPP)
3. Satuan Acara Pengajaran (SAP)
Diagram - Diagram LAMPIRAN
WHM - Pelatihan Teknik
Diagram Psikrometri
L A M P I R A N
Garis Besar Program Pengajaran (GBPP)
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 1 dari 6
Dokumen Internal POLBAN
DOKUMEN GARIS-GARIS BESAR PROGRAM PEMBELAJARAN
JURUSAN : Teknik Refrigerasi dan Tata Udara PROGRAM STUDI : Teknik Pendingin dan Tata Udara
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
GARIS-GARIS BESAR PROGRAM PEMBELAJARAN
JUDUL MATA KULIAH Dasar Refrigerasi PRASYARAT Termodinamika, Perpan NOMOR KODE/SKS 3 SKS TEORI 4 Jam/Minggu SEMESTER 2 PRAKTIK 3 Jam/Minggu PRASYARAT Termodinamika. JUMLAH MINGGU 18 Minggu RINGKASAN TOPIK Mata Kuliah ini membahas mengenai pengertian sistem refrigerasi; cara kerja sistem
refrigerasi kompresi uap; jenis dan fungsi serta pemilihan : komponen-komponen utama sistem refrigerasi kompresi uap, komponen-komponen tambahan; pemilihan refrigeran, pemipaan sistem refrigerasi, efek yang terjadi dengan berbagai perubahan kondisi kerja, Pelumas kompresor, komponen kontrol sistem refrigerasi dan contoh-contoh aplikasi sistem kontrol refrigerasi.
KOMPETENSI YANG MENUNJANG 1. Mengoperasikan Peralatan Sistem Refrigerasi (Kompetensi 1.1) 2. Melakukan Perawatan, Perbaikan dan Troubleshooting Sistem Refrigerasi (Kompetensi
No. 2.1) 3. Menginstalasi Mekanik Refrigerasi Dan Tata Udara (Kompetensi No. 3.1) 4. Menginstalasi Refrigerasi (Kompetensi No. 3.2) 5. Memilih Komponen Sistem Refrigerasi Dan Tata Udara (Kompetensi No. 5.4)
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 2 dari 6
Dokumen Internal POLBAN
TUJUAN PEMBELAJARAN UMUM (TPU)
Setelah mengikuti mata kuliah ini, mahasiswa mampu menjelaskan dan mengidentifikasi komponen sistem refrigerasi dan menjelaskan cara kerja dari sistem refrigerasi kompresi uap.
TUJUAN PEMBELAJARAN KHUSUS (TPK)
1. Mahasiswa mampu menjelaskan cara kerja sistem refrigerasi dan menggambarkan sistem pada diagram P-h.
2. Mahasiswa mampu menentukan langkah penginstalasian dan pengerjaan pemipaan sistem refrigerasi kompresi uap.
3. Dalam situasi praktik, mahasiswa dapat mengidentifikasi komponen dan menjelaskan kerja dari sistem refrigerasi kompresi uap.
No. Pokok Bahasan Sub Pokok Bahasan Total Jam
Referensi
TEORI
1. Pendahuluan, Jenis dan Contoh Aplikasi system Refrigerasi
- Pengertian refrigerasi, - Jenis sistem refrigerasi menurut metoda (Refrigerasi Mekanik
dan non mekanik), - Jenis sistem refrigerasi menurut aplikasinya (Refrigerasi
domestik, transportasi, komersial, dan tata udara (industri/kenyamanan)
4 / 3 1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981
2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill, 2001
3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland, 2004.
4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006);
2. Review Satuan dan Besaran Review Termodinamika dan Perindahan Panas
- Energi, entalpi, daya, kerja, debit. - Siklus carnnot, siklus refrigerasi (reverse carnot), Mesin kalor,
mesin refrigerasi, Diagram p-H, - modus-modus perpindahan panas (konduksi, konveksi, dan
radiasi)
8 / 3 1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981
2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill, 2001
3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland, 2004.
4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006);
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 3 dari 6
Dokumen Internal POLBAN
3. Siklus Refrigerasi Kompresi uap Sederhana
- Konsep perubahan fasa fluida dan tekanan/ temperatur jenuh. - Proses evaporasi, kondensasi, ekspansi dan kompresi. - Perhitungasn kinerja sistem (efek refrigerasi, kerja kompresi,
heat rejection, COP)
8 / 12 1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981
2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill, 2001
3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland, 2004.
4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006);
4. Siklus refrigerasi aktual - Efek-efek drop tekanan pada saluran pipa, suction/discharge kompresor,
- Pengaruh-pengaruh perubahan parameter thd kinerja sistem (Perubahan tekanan/ temperatur kerja, efek pemanasan pada kompresor, pengaruh rugi termal pada proses throttling)
4 / 6 1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981
2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill, 2001
3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland, 2004.
4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006);
5. Kompresor dan sistem Pelumasan kompresor
- Fungsi, Jenis dan konstruksi. - Penentuan volume langkah piston (piston displacement) - Penentuan efisiensi volumetrik pada kompresor - Penentuan kerja yang dibutuhkan pada kompresor - Pengaturan putaran kompresor jenis opentype - Pelumasan pada kompresor - Syarat-syarat pelumas yang baik (al. kekentalan, flash point,
floc point, pour point), - Sifat, jenis dan karakteristik, efek pelumas dalam sistem
8 / 3 1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981
2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill, 2001
3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland, 2004.
4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006);
6. Kondenser - Fungsi, Jenis dan konstruksi. (Air Cooled Condensor, Water Cooled Condensor)
- Penentuan kalor yang dilepas di kondensor dan heat rejection factor
- Konstruksi dan cara kerja menara pendingin.
4 / 6 1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981
2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill, 2001
3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland, 2004.
4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006);
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 4 dari 6
Dokumen Internal POLBAN
7. Evaporator - Fungsi, Jenis dan konstruksi. - Kapasitas evaporator - Beda temperatur di evaporator (Evaporator Temperature
Difference, ETD), LMTD
4 / 3 1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981
2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill, 2001
3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland, 2004.
4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006);
8. Throttling device - Fungsi, Jenis dan konstruksi. (Pipa kapiler, Manual valve, Automatic valve, TXV, High side floating valve, Low side floating valve, EEV)
- Pemilihan kapiler - Pemasangan sensing bulb
8 / 3 1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981
2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill, 2001
3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland, 2004.
4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006);
9. Pemipaan refrigeran - Penentuan ukuran pipa dan jenis pipa, pressure drop pada pipa,
- Penyambungan dan penggunaan pipa riser, - Pengetesan kebocoran dan pemvakuman,
4 / 3 1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981
2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill, 2001
3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland, 2004.
4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006);
10. Refrigeran - Jenis dan kode warna tabung, - Syarat-syarat refrigeran yang baik, - Penamaan, - Karakteristik Refrigeran, NBP, ODP/ GWP, - Refrigeran alternatif rendah ODP/GWP, - Refrigeran sekunder : jenis dan karakteristik, - Bahan antifreeze
4 1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981
2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill, 2001
3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland, 2004.
4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006);
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 5 dari 6
Dokumen Internal POLBAN
11. Komponen-komponen Pendukung
- Fungsi alat kontrol refrigerasi, - Jenis kontrol refrigerasi (Kontrol kelistrikan dan Kontrol aliran/
mekanik) - Fungsi dan instalasi mekanik dari Elemen-elemen/ komponen-
komponen kontrol kelistrikan: Solenoid valve, Katup solenoid, Thermostat, Saklar laju aliran (flow switch), Delay relay, Defrost timer, Pressure stat, Oil press stat, Overload protector, Starting relay, Running –Starting Capacitor, Humidistat
- Fungsi, Konstruksi dan cara kerja – instalasi dari Elemen-elemen/ komponen-komponen Kontrol mekanik: Liquid receiver, Accumulator, Oil separator, filter dryer, sight glass, Strainer, Liquid-suction heat exchanger, 2-3-4 way valve, 4 way reversing valve, Evaporator Press Reg, Condensing Press Reg, Crankcase Press Reg, Suction Press Reg, Discharge Pressure Reg, Hot gas bypass valve, Load unload sol valve, Water Flow Reg, Sol valve, Check Valve, Service Valve, Relief Valve, Liquid Refri. Distributor, Oil Press Reg, Var. Refrigerant Vol. Contr, Muffler, vibration eliminator, Oil Separator, Purging Unit
- Contoh aplikasi sistem kontrol refrigerasi : Instalasi sistem 1 outdoor unit dengan 2 indoor unit beda set temperatur,Sistem water cooled condensor dan cooling tower, Kelistrikan sistem freezer.
10 / 9 1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981
2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill, 2001
3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland, 2004.
4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006);
12. Ujian Tengah Semester - 3 x Ujian Teori dan 1 x Ujian praktek sesuai dengan mater yang telah diberikan.
6 / 3
Modul PRAKTIKUM
Pengarahan Praktek - Aturan pelaksanaan, penjelasan materi kuliah pembagian kelompok
3
Penggunaan Manifold gauge dan alat ukur temperatur
- Pengukuran tekanan pada tabung - Korelasi tekanan dan temperatur pada tabung
refrigeran/system
3
Pemahaman Siklus Refrigerasi - Cara Kerja Siklus - Komponen utama sistem refrigerasi
6
Pengukuran dan penggambaran siklus pada diagram p-h
- Pengukuran temperatur dan tekanan pada sistem - Penggambaran siklus sebenarnya pada diagram ph - Pembacaan entalpi pada diagram p-h - Perhitungan COP, Perhitungan effisiensi refrigerasi
6
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 6 dari 6
Dokumen Internal POLBAN
Pengamatan siklus refrigerasi pada sistem sebenarnya
- Identifikasi komponen dan penggambaran siklus dan komponen terkait pada sistem : AC split, Kulkas, Walk-in Freezer/walk-in cooler.
6
Pengamatan Kompresor - Pengamatan konstruksi dan pelumasan 3
Dampak perubahan pembuangan kalor di Kondesor
- Pengukuran temperatur dan tekanan pada sistem - Penggambaran siklus sebenarnya pada diagram ph - Pembacaan entalpi pada diagram p-h - Perhitungan COP, Perhitungan effisiensi refrigerasi
6
Dampak perubahan penyerapan kalor di evaporator
- Pengukuran temperatur dan tekanan pada sistem - Penggambaran siklus sebenarnya pada diagram ph - Pembacaan entalpi pada diagram p-h - Perhitungan COP, Perhitungan effisiensi refrigerasi
6
Perubahan alat ekspansi - Perubahan panjang dan diameter pipa kapiler - Penggunaan TXV
3
Pemipaan refrigeran - Pengecekan Kebocoran dan pemvakuman sistem 3
Komponen Kontrol pada sistem refigerasi 1.
- Starting Relay - Overload kompresor
6
Komponen Kontrol pada sistem refigerasi 2.
- HP, LP, HLP, Thermostat, - Solenoid valve
6
REFERENSI :
5. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981 6. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill, 2001 7. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland, 2004. 8. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006); 9. Haines, Control System For Heating Ventilation and Air Conditioning, 3rd ed.,Van Nostrand Reinhold, 1988. 10. Levenhagen and Spetmann, HVAC Controls and Systems, McGraw-Hill New York, 1993. 11. Windy Hermawan Mitrakusuma, Diktat Kuliah Refrigerasi Dasar, Politeknik Negeri Bandung, 2007.
Dibuat oleh : Windy Hermawan Mitrakusuma Tanggal : 25 Agustus 2007 Revisi terakhir tanggal : 25 Agustus 2008
L A M P I R A N
Satuan Acara Pengajaran (SAP)
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 1 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
DOKUMEN SATUAN ACARA PENGAJARAN (SAP)
JURUSAN : Teknik Refrigerasi dan Tata Udara PROGRAM STUDI : Teknik Pendingin dan Tata Udara
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
SATUAN ACARA PENGAJARAN
JUDUL MATA KULIAH Refrigerasi Dasar
NOMOR KODE/SKS 3 SKS
PERTEMUAN KE T ( Mngg ke 1) : P (Mngg ke 1)
WAKTU PERTEMUAN (Jam) 7 jam Teori = 4 jam Praktik = 3 jam
A. Pokok Bahasan Pendahuluan, Jenis dan Contoh Aplikasi system Refrigerasi
Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami pentingnya sistem pendingin.
Tujuan Instruksional Khusus Siswa mampu menjelaskan pengertian refrigerasi, menyebutkan aplikasi sistem refrigerasi
B. Sub Pokok Bahasan - Pengertian refrigerasi, - Jenis sistem refrigerasi menurut metoda (Refrigerasi
Mekanik dan non mekanik), - Jenis sistem refrigerasi menurut aplikasinya (Refrigerasi
domestik, transportasi, komersial, dan tata udara (industri/kenyamanan)
Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui pengertian sistem refrigerasi, metoda pendinginan, penggolongan sistem pendinginan.
Siswa mengetahui perkembangan dan sejaran sistem pendinginan
Siswa dapat menjelaskan : - Metoda pendinginan - Manfaat dan fungsi sistem pendingin
K Tujuan Instruksional Khusus
Siswa dapat menunjukan aplikasi sistem pendingin S
C. Kegiatan Belajar mengajar
Menjelaskan sistem refrigerasi, metoda metoda sistem pendinginan, aplikasinya.
Tahap Kegiatan
Pembukaan Topik • Perkenalan dan menjelaskan aturan main perkuliahan
• Memberikan ilustrasi tentang sistem refrigerasi dalam kegiatan sehari-hari
• Memotivasi siswa untuk mengamati sistem pendinginan
• Menjelaskan sturktur materi dan menjelaskan tujuan pembelajaran
Pembahasan • Menjelaskan pengertian sistem refrigerasi
• Menjelaskan peranan dan sejarah sistem refrigerasi
• Menjelaskan sistem/metoda pendinginan
• Menunjukkan contoh aplikasi sistem refrigerasi
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 2 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
Penutup • Melakukan evaluasi dengan tanya jawab
• Memberikan kesimpulan dengan melibatkan mahasiswa
Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : mahasiswa dapat menjelaskan
pengertian sistem refrigerasi, menyebutkan metoda pendinginan dan menyebutkan contoh aplikasinya.
2. Metoda Penilaian : Ujian tertulis
3. Hasil Penilaian : kemampuan 100%
Kegiatan Mahasiswa Mendengarkan, mencatat, bertanya, menjawab pertanyaan, menunjukkan alat.
Metoda Pembelajaran Ceramah, tanya jawab, diskusi
Media/Alat Bantu Papan tulis, LCD, computer/laptop
REFERENSI :
1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981 2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill,
2001 3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland,
2004. 4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006); 5. Haines, Control System For Heating Ventilation and Air Conditioning, 3rd ed.,Van
Nostrand Reinhold, 1988. 6. Levenhagen and Spetmann, HVAC Controls and Systems, McGraw-Hill New York, 1993. 7. Windy Hermawan Mitrakusuma, Diktat Kuliah Refrigerasi Dasar, Politeknik Negeri
Bandung, 2007.
K = Knowledge
S = Skill
A = Attitude Dibuat oleh : Windy Hermawan Mitrakusuma Tanggal : 25 Agustus 2007 Revisi Terakhir Tanggal : 25 Agustus 2008
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 3 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
DOKUMEN SATUAN ACARA PENGAJARAN (SAP)
JURUSAN : Teknik Refrigerasi dan Tata Udara PROGRAM STUDI : Teknik Pendingin dan Tata Udara
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
SATUAN ACARA PENGAJARAN
JUDUL MATA KULIAH Refrigerasi Dasar
NOMOR KODE/SKS 3 SKS
PERTEMUAN KE T ( Mngg ke 2 & 3) : P (Mngg ke 2)
WAKTU PERTEMUAN (Jam) 11 jam Teori = 8 jam Praktik = 3 jam
A. Pokok Bahasan Review Satuan dan Besaran Review Termodinamika dan Perindahan Panas
Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami konsep dasar dan istilah istilah dalam termodinamika dan perpindahan panas.
Tujuan Instruksional Khusus Siswa mampu menjelaskan konsep dasar dan istilah istilah dalam termodinamika dan perpindahan panas
B. Sub Pokok Bahasan - Energi, entalpi, daya, kerja, debit. - Siklus carnnot, siklus refrigerasi (reverse carnot), Mesin
kalor, mesin refrigerasi, Diagram p-H, - modus-modus perpindahan panas (konduksi, konveksi,
dan radiasi)
Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui pengertian dasar dasar dan istilah istilah dalam termodinamika dan perpindahan panas
Siswa mengetahui : - Konsep kerja dan energi, sifat meteri, proses gas
ideal, korelasi tekanan dan temperatur - Modus-modus perpindahan panas Siswa dapat menjelaskan : - Siklus Carnot untuk sistem refrigerasi
K Tujuan Instruksional Khusus
Siswa dapat menggambarkan : Siklus Carnot pada diagram T-s
Melakukan pengukuran tekanan dan temperatur
S
C. Kegiatan Belajar mengajar
Mengulang pertanyaan-pertanyaan tentang konsep-konsep termodinamika dan perpindahan panas, menjelaskan besaran-besaran yang sering ditemui dalam bidang refrigerasi.
Tahap Kegiatan
Pembukaan Topik • Tanya jawab / review besaran dan dan konsep termodinamika yang pernah dipelajari
• Menjelaskan ilustrasi termodinamika dan perpindahan panas dalam kegiatan sehari-hari
• Memotivasi siswa untuk mempelajari kembali termodinamika
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 4 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
Pembahasan • Menjelaskan pengertian dan konsep termodinamika dan perpindahan panas.
• Menjelaskan proses-proses yang terdapat pada termodinamika (isokhorik, isobar, isoentalpi, isobar politropik)
• Menjelaskan sifat-sifat fluida (jenuh, subcooled dan superheat)
• Menjelaskan siklus Carnot untuk sistem refrigerasi
• Menjelaskan secara singkat modus perpindahan panas
• Menunjukkan cara pengukuran tekanan dan temperatur
Penutup • Melakukan evaluasi dengan tanya jawab
• Memberikan kesimpulan dengan melibatkan mahasiswa
Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : menyebutkan proses-proses
termodinamika, modus perpindahan panas, menghitung energi yang dikeluarkan pada proses pemanasan atau pendinginan.
2. Metoda Penilaian : tanya jawab atau tes tertulis
3. Hasil Penilaian : kemampuan 100%
Kegiatan Mahasiswa Mendengarkan, mencatat, bertanya, menjawab pertanyaan, menunjukkan alat, melakukan perhitungan.
Metoda Pembelajaran Ceramah, tanya jawab, diskusi
Media/Alat Bantu Papan tulis, LCD, computer/laptop
REFERENSI :
1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981 2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill,
2001 3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland,
2004. 4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006); 5. Haines, Control System For Heating Ventilation and Air Conditioning, 3rd ed.,Van
Nostrand Reinhold, 1988. 6. Levenhagen and Spetmann, HVAC Controls and Systems, McGraw-Hill New York, 1993. 7. Windy Hermawan Mitrakusuma, Diktat Kuliah Refrigerasi Dasar, Politeknik Negeri
Bandung, 2007.
K = Knowledge
S = Skill
A = Attitude Dibuat oleh : Windy Hermawan Mitrakusuma Tanggal : 25 Agustus 2007 Revisi Terakhir Tanggal : 25 Agustus 2008
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 5 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
DOKUMEN SATUAN ACARA PENGAJARAN (SAP)
JURUSAN : Teknik Refrigerasi dan Tata Udara PROGRAM STUDI : Teknik Pendingin dan Tata Udara
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
SATUAN ACARA PENGAJARAN
JUDUL MATA KULIAH Refrigerasi Dasar
NOMOR KODE/SKS 3 SKS
PERTEMUAN KE T ( Mngg ke 4 & 5) : P (Mngg ke 3 s/d 6)
WAKTU PERTEMUAN (Jam) 20 jam Teori = 8 jam Praktik = 12 jam
A. Pokok Bahasan Siklus Refrigerasi Kompresi uap Sederhana
Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami konsep dasar sistem refrigerasi kompresi uap sederhana
Tujuan Instruksional Khusus Siswa mampu menjelaskan cara kerja sistem refrigerasi kompresi uap sederhana
B. Sub Pokok Bahasan - Proses kompresi, kondensasi, ekspansi, evaporasi fluida kerja
- Efek pendinginan, kerja kompresi, kapasitas pemanasan - Koefisien unjuk kerja (COP), efisiensi siklus
Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui cara kerja sistem refrigerasi kompresi uap sederhana dan proses yang terjadi pada tiap komponen
Siswa mampu : - menjelaskan siklus refrigerasi kompresi uap
sederhana - menjelaskan tiap komponen sistem refrigerasi - menjelaskan fungsi tiap komponen utama - menjelaskan jika terjadi super heat dan subcooled - menentukan tekanan kerja sistem - menentukan besarnya efek refrigerasi, kapasitas
pendinginan, kalor dibuang dikondensor, kapasitas pemanasan, kerja kompresor, heat rejection factor
K Tujuan Instruksional Khusus
Siswa mampu : - menunjukkan komponen sistem refrigerasi,
menyebutkan menjelaskan dan menggambarkan siklus pada diagram Moiller (P-h) dan diagram T-s
- Melakukan pengukuran tekanan dan temperatur - Melakukan perhitungan COP-Carnot, COP-aktual dan
efisiensi refrigerasi
S
C. Kegiatan Belajar mengajar
Menjelaskan pronsip kerja sistem refrigerasi kompresi uap sederhana, menggambarkan pada diagram P-h, tanya jawab, praktek mengamati kerja sistem, melakukan pembacaan tekanan dan temperatur serta menggambarkan pada diagram P-h..
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 6 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
Tahap Kegiatan
Pembukaan Topik • Tanya jawab / review proses penguapan
• Menjelaskan ilustrasi sistem kulkas
• Memotivasi siswa untuk mempelajari kembali materi sebelumnya.
Pembahasan • Menjelaskan korelasi tekanan dengan temperatur
• Menjelaskan pengertian dan konsep sistem refrigerasi kompresi uap sederhana
• Menjelaskan proses-proses yang terdapat siklus refrigerasi kompresi uap
• Menunjukkan pada siswa bagaimana menggambarkan siklus pada diagram P-h
• Menjelaskan kalor spesifik yang diserap/dilepaskan pada tiap komponen
• Menghitung COP aktual, COP Canrnot, dan efisiensi refrigerasi
• Menghitung laju aliran massa dan volume dalam sistem.
Penutup • Melakukan evaluasi dengan tanya jawab
• Memberikan kesimpulan dengan melibatkan mahasiswa
Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : menyebutkan proses siklus refrigerasi
dan cara penggambaran pada diagram P-h serta menentukan kinerja sistem (COP dll.).
2. Metoda Penilaian : tanya jawab atau tes tertulis
3. Hasil Penilaian : kemampuan 100%
Kegiatan Mahasiswa Mendengarkan, mencatat, bertanya, menjawab pertanyaan, menunjukkan alat, melakukan perhitungan.
Metoda Pembelajaran Ceramah, tanya jawab, diskusi
Media/Alat Bantu Papan tulis, LCD, computer/laptop
REFERENSI :
1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981 2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill,
2001 3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland,
2004. 4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006); 5. Haines, Control System For Heating Ventilation and Air Conditioning, 3rd ed.,Van
Nostrand Reinhold, 1988. 6. Levenhagen and Spetmann, HVAC Controls and Systems, McGraw-Hill New York, 1993. 7. Windy Hermawan Mitrakusuma, Diktat Kuliah Refrigerasi Dasar, Politeknik Negeri
Bandung, 2007. K = Knowledge S = Skill A = Attitude Dibuat oleh : Windy Hermawan Mitrakusuma Tanggal : 25 Agustus 2007 Revisi Terakhir Tanggal : 25 Agustus 2008
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 7 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
DOKUMEN SATUAN ACARA PENGAJARAN (SAP)
JURUSAN : Teknik Refrigerasi dan Tata Udara PROGRAM STUDI : Teknik Pendingin dan Tata Udara
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
SATUAN ACARA PENGAJARAN
JUDUL MATA KULIAH Refrigerasi Dasar
NOMOR KODE/SKS 3 SKS
PERTEMUAN KE T ( Mngg ke 6) : P (Mngg ke 7 s/d 8)
WAKTU PERTEMUAN (Jam) 10 jam Teori = 4 jam Praktik = 6 jam
A. Pokok Bahasan Siklus refrigerasi aktual
Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami konsep dasar sistem refrigerasi kompresi uap yang sebenarnya
Tujuan Instruksional Khusus Siswa mampu menjelaskan cara kerja sistem refrigerasi kompresi uap sebenarnya
B. Sub Pokok Bahasan - Efek-efek drop tekanan pada saluran pipa, suction/discharge kompresor,
- Pengaruh-pengaruh perubahan parameter thd kinerja sistem (Perubahan tekanan/ temperatur kerja, efek pemanasan pada kompresor, pengaruh rugi termal pada proses throttling)
- Mengamati contoh sistem sebenarnya
Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui cara kerja sistem refrigerasi kompresi uap sebenarnya dan pengaruhnya terhada kinerja sistem
Siswa mampu menjelaskan: - Efek superheating dan subcooling terhadap kinerja
sistem - Efek tekanan lebih, kekurangan refrigeran, non
kondensabel gas dalam sistem peningkatan temperatur lingkungan.
- Efek rugi tekanan dalam pemipaan terhadap kinerja sistem.
K Tujuan Instruksional Khusus
Siswa mampu : - menunjukkan komponen sistem refrigerasi pada
siklus sebenarnya, - Melakukan pengukuran tekanan dan temperatur dan
menggambarkan pada diagram P-h
S
C. Kegiatan Belajar mengajar
Menjelaskan pronsip kerja sistem refrigerasi kompresi uap sebenarnya, menggambarkan pada diagram P-h akibat efek perubahan parameter kerja sistem, tanya jawab, praktek mengamati kerja sistem pada sistem sebenarnya.
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 8 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
Tahap Kegiatan
Pembukaan Topik • Tanya jawab / review proses pada sistem refrigerasi kompresi uap sederhana
• Tanya jawab beda sistem ideal dan sistem sebenarnya
• Memotivasi siswa untuk mempelajari kembali materi sebelumnya.
Pembahasan • Menjelaskan pengaruh perubahan tekanan, temperatur kerja sistem terhadap kinerja sistem
• Menjelaskan pengertian pengaruh subcooling, superheating terhadap kinerja sistem
• Menunjukkan siklus pada peralatan sebenarnya.
Penutup • Melakukan evaluasi dengan tanya jawab
• Memberikan kesimpulan dengan melibatkan mahasiswa
Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : menyebutkan komponen dan siklus
refrigerasi sebenarnya, menentukan kinerja sistem (COP dll.) akibat dari perubahan parameter tekanan, temperatur, pelepasan kalor di kondensor, dll.
2. Metoda Penilaian : tanya jawab atau tes tertulis
3. Hasil Penilaian : kemampuan 100%
Kegiatan Mahasiswa Mendengarkan, mencatat, bertanya, menjawab pertanyaan, menunjukkan alat, melakukan perhitungan.
Metoda Pembelajaran Ceramah, tanya jawab, diskusi
Media/Alat Bantu Papan tulis, LCD, computer/laptop
REFERENSI :
1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981 2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill,
2001 3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland,
2004. 4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006); 5. Haines, Control System For Heating Ventilation and Air Conditioning, 3rd ed.,Van
Nostrand Reinhold, 1988. 6. Levenhagen and Spetmann, HVAC Controls and Systems, McGraw-Hill New York, 1993. 7. Windy Hermawan Mitrakusuma, Diktat Kuliah Refrigerasi Dasar, Politeknik Negeri
Bandung, 2007. K = Knowledge S = Skill A = Attitude Dibuat oleh : Windy Hermawan Mitrakusuma Tanggal : 25 Agustus 2007 Revisi Terakhir Tanggal : 25 Agustus 2008
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 9 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
DOKUMEN SATUAN ACARA PENGAJARAN (SAP)
JURUSAN : Teknik Refrigerasi dan Tata Udara PROGRAM STUDI : Teknik Pendingin dan Tata Udara
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
SATUAN ACARA PENGAJARAN
JUDUL MATA KULIAH Refrigerasi Dasar
NOMOR KODE/SKS 3 SKS
PERTEMUAN KE T ( Mngg ke 7 & 8) : P (Mngg ke 9)
WAKTU PERTEMUAN (Jam) 11 jam Teori = 8 jam Praktik = 3 jam
A. Pokok Bahasan Kompresor dan sistem Pelumasan kompresor
Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami fungsi, cara kerja dan jenis kompresor.
Tujuan Instruksional Khusus Siswa mampu menjelaskan cara kerja kompresor, menyebutkan jenis kompresor
B. Sub Pokok Bahasan - Fungsi, Jenis dan konstruksi. - Penentuan volume langkah piston (piston displacement) - Penentuan efisiensi volumetrik pada kompresor - Penentuan kerja yang dibutuhkan pada kompresor - Pengaturan putaran kompresor jenis opentype - Pelumasan pada kompresor - Syarat-syarat pelumas yang baik (al. kekentalan, flash
point, floc point, pour point), - Sifat, jenis dan karakteristik, efek pelumas dalam sistem
Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui cara kerja kompresor, jenis kompresor, sistem pelumasan komresor dan syarat-syarat pelumas kompresor.
Siswa dapat : - Menyebutkan fungsi kompresor - Menyebutkan jenis-jenis kompresor - Mengetahui kerja kompresor - Mengetahui kapasitas dan efisiensi kompresor
K Tujuan Instruksional Khusus
Siswa mampu : - menunjukkan komponen/konstruksi kompresor - mengidentifikasi jenis-jenis kompresor
S
C. Kegiatan Belajar mengajar
Menjelaskan pronsip kerja kompresor, jenis-jenis kompresor, menghitung efisiensi dan kinerja kompresor, sistem pelumasan dan jenis pelumas.
Tahap Kegiatan
Pembukaan Topik • Tanya jawab / review proses pada sistem refrigerasi kompresi uap sederhana
• Tanya jawab beda jenis kompresor
• Memotivasi siswa untuk mempelajari kembali materi sebelumnya.
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 10 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
Pembahasan • Menjelaskan cara kerja dan konstruksi kompresor,
• Menjelaskan piston displacement, kinerja dan efisiensi volumetrik kompresor,
• Sistem pelumasan pada kompresor
• Jenis dan persyaratan pelumasan kompresor
• Menunjukkan jenis kompresor dan proses kompresinya.
Penutup • Melakukan evaluasi dengan tanya jawab
• Memberikan kesimpulan dengan melibatkan mahasiswa
Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : menyebutkan konstruksi kompresor,
perhitungan kapasitas kompresor, kinerja dan efisiensi volumetrik kompresor.
2. Metoda Penilaian : tanya jawab atau tes tertulis
3. Hasil Penilaian : kemampuan 100%
Kegiatan Mahasiswa Mendengarkan, mencatat, bertanya, menjawab pertanyaan, menunjukkan alat, melakukan perhitungan.
Metoda Pembelajaran Ceramah, tanya jawab, diskusi
Media/Alat Bantu Papan tulis, LCD, computer/laptop
REFERENSI :
1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981 2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill,
2001 3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland,
2004. 4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006); 5. Haines, Control System For Heating Ventilation and Air Conditioning, 3rd ed.,Van
Nostrand Reinhold, 1988. 6. Levenhagen and Spetmann, HVAC Controls and Systems, McGraw-Hill New York, 1993. 7. Windy Hermawan Mitrakusuma, Diktat Kuliah Refrigerasi Dasar, Politeknik Negeri
Bandung, 2007. K = Knowledge S = Skill A = Attitude Dibuat oleh : Windy Hermawan Mitrakusuma Tanggal : 25 Agustus 2007 Revisi Terakhir Tanggal : 25 Agustus 2008
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 11 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
DOKUMEN SATUAN ACARA PENGAJARAN (SAP)
JURUSAN : Teknik Refrigerasi dan Tata Udara PROGRAM STUDI : Teknik Pendingin dan Tata Udara
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
SATUAN ACARA PENGAJARAN
JUDUL MATA KULIAH Refrigerasi Dasar
NOMOR KODE/SKS 3 SKS
PERTEMUAN KE T ( Mngg ke 9) : P (Mngg ke 10 & 11)
WAKTU PERTEMUAN (Jam) 10 jam Teori = 4 jam Praktik = 6 jam
A. Pokok Bahasan Kondenser
Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami fungsi, cara kerja dan jenis kondensor.
Tujuan Instruksional Khusus Siswa mengetahui fungsi dan jenis kondensor
B. Sub Pokok Bahasan - Fungsi, Jenis dan konstruksi. (Air Cooled Condensor, Water Cooled Condensor)
- Penentuan kalor yang dilepas di kondensor dan heat rejection factor
- Konstruksi dan cara kerja menara pendingin.
Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui proses kondensasi dan jenis kondensor, menentukan kapasitas dan beda temperatur kerja kondensor.
Siswa dapat : - Menyebutkan fungsi kondensor - Menyebutkan jenis-jenis kondensor - Memperkirakan kapasitas kondensor - Menjelaskan dampak perubahan pelepasan kalor di
kondensor - Menentukan temperatur dan tekanan kerja kondensor - Menjelaskan prinsip cooling tower
K Tujuan Instruksional Khusus
Siswa mampu : - Memperkirakan kapasitas kondensor berdasarkan diagram P-h
- Menentukan besar kalor dilepas di kondensor dengan mengukur laju aliran fluida yang didinginkan dan mengamati kondisi kerja siklus
S
C. Kegiatan Belajar mengajar
Menjelaskan prinsip kerja kondensor, panas dilepaskan di kondensor, jenis-jenis kondensor, menghitung kapasitas kondensor, cooling tower, pengotoran cooling tower dan penanggulangannya.
Tahap Kegiatan
Pembukaan Topik • Tanya jawab / review proses pada sistem refrigerasi kompresi uap sederhana
• Memotivasi siswa untuk mempelajari kembali materi sebelumnya.
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 12 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
Pembahasan • Menjelaskan proses kondensasi, cara kerja dan konstruksi kondensor,
• Menjelaskan kapasitas kondensor dan menentukan temperatur/tekanan kerja kondensor,
• Menjelaskan heat rejection factor
• Menjelaskan cooling tower, efek pengotoran dan penanggulangannya, jenis cooling tower
Penutup • Melakukan evaluasi dengan tanya jawab
• Memberikan kesimpulan dengan melibatkan mahasiswa
Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : menyebutkan proses kondensasi,
menyebutkan jenis kondensor, melakukan perhitungan kapasitas kondensor, mengetahui arti heat rejection factor. Jenis cooling tower.
2. Metoda Penilaian : tanya jawab atau tes tertulis
3. Hasil Penilaian : kemampuan 100%
Kegiatan Mahasiswa Mendengarkan, mencatat, bertanya, menjawab pertanyaan, menunjukkan alat, melakukan perhitungan.
Metoda Pembelajaran Ceramah, tanya jawab, diskusi
Media/Alat Bantu Papan tulis, LCD, computer/laptop
REFERENSI :
1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981 2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill,
2001 3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland,
2004. 4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006); 5. Haines, Control System For Heating Ventilation and Air Conditioning, 3rd ed.,Van
Nostrand Reinhold, 1988. 6. Levenhagen and Spetmann, HVAC Controls and Systems, McGraw-Hill New York, 1993. 7. Windy Hermawan Mitrakusuma, Diktat Kuliah Refrigerasi Dasar, Politeknik Negeri
Bandung, 2007. K = Knowledge S = Skill A = Attitude Dibuat oleh : Windy Hermawan Mitrakusuma Tanggal : 25 Agustus 2007 Revisi Terakhir Tanggal : 25 Agustus 2008
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 13 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
DOKUMEN SATUAN ACARA PENGAJARAN (SAP)
JURUSAN : Teknik Refrigerasi dan Tata Udara PROGRAM STUDI : Teknik Pendingin dan Tata Udara
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
SATUAN ACARA PENGAJARAN
JUDUL MATA KULIAH Refrigerasi Dasar
NOMOR KODE/SKS 3 SKS
PERTEMUAN KE T ( Mngg ke 10) : P (Mngg ke 12)
WAKTU PERTEMUAN (Jam) 10 jam Teori = 4 jam Praktik = 3 jam
A. Pokok Bahasan Evaporator
Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami fungsi, cara kerja dan jenis evaporator.
Tujuan Instruksional Khusus Siswa menyebutkan fungsi, cara kerja dan jenis evaporator
B. Sub Pokok Bahasan - Fungsi, cara kerja Jenis dan konstruksi evaporator. - Kapasitas evaporator - Beda temperatur di evaporator (Evaporator Temperature
Difference, ETD), dan LMTD
Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui proses evaporasi dan jenis evaporator, menentukan kapasitas dan beda temperatur kerja di evaporator.
Siswa dapat : - Menyebutkan fungsi evaporator - Menyebutkan jenis-jenis evaporator - Memperkirakan kapasitas evaporator - Menjelaskan dampak perubahan beban kalor di
evaporator - Menentukan ETD dan LMTD pada evaporator
K Tujuan Instruksional Khusus
Siswa mampu : - Memperkirakan kapasitas evaporator berdasarkan
diagram P-h - Menentukan besar kalor diserap di evaporator
dengan mengukur laju aliran fluida yang didinginkan dan mengamati kondisi kerja siklus
S
C. Kegiatan Belajar mengajar
Menjelaskan prinsip kerja evaporator, panas diserap di evaporator, jenis-jenis evaporator, menghitung kapasitas evaporator.
Tahap Kegiatan
Pembukaan Topik • Tanya jawab / review proses pada sistem refrigerasi kompresi uap sederhana
• Memotivasi siswa untuk mempelajari kembali materi sebelumnya.
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 14 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
Pembahasan • Menjelaskan proses evaporasi, cara kerja dan konstruksi evaporator,
• Menjelaskan kapasitas evaporator dan menentukan temperatur/tekanan kerja evaporator (ETD), menentukan LMTD
• Menjelaskan chiller, efek pengotoran pada chiller dan penanggulangannya, jenis chiller.
Penutup • Melakukan evaluasi dengan tanya jawab
• Memberikan kesimpulan dengan melibatkan mahasiswa
Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : menyebutkan proses evaporasi,
menyebutkan jenis evaporator, melakukan perhitungan kapasitas evaporator.
2. Metoda Penilaian : tanya jawab atau tes tertulis
3. Hasil Penilaian : kemampuan 100%
Kegiatan Mahasiswa Mendengarkan, mencatat, bertanya, menjawab pertanyaan, menunjukkan alat, melakukan perhitungan.
Metoda Pembelajaran Ceramah, tanya jawab, diskusi
Media/Alat Bantu Papan tulis, LCD, computer/laptop
REFERENSI :
1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981 2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill,
2001 3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland,
2004. 4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006); 5. Haines, Control System For Heating Ventilation and Air Conditioning, 3rd ed.,Van
Nostrand Reinhold, 1988. 6. Levenhagen and Spetmann, HVAC Controls and Systems, McGraw-Hill New York, 1993. 7. Windy Hermawan Mitrakusuma, Diktat Kuliah Refrigerasi Dasar, Politeknik Negeri
Bandung, 2007. K = Knowledge S = Skill A = Attitude Dibuat oleh : Windy Hermawan Mitrakusuma Tanggal : 25 Agustus 2007 Revisi Terakhir Tanggal : 25 Agustus 2008
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 15 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
DOKUMEN SATUAN ACARA PENGAJARAN (SAP)
JURUSAN : Teknik Refrigerasi dan Tata Udara PROGRAM STUDI : Teknik Pendingin dan Tata Udara
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
SATUAN ACARA PENGAJARAN
JUDUL MATA KULIAH Refrigerasi Dasar
NOMOR KODE/SKS 3 SKS
PERTEMUAN KE T ( Mngg ke 11 & 12) : P (Mngg ke 13)
WAKTU PERTEMUAN (Jam) 10 jam Teori = 8 jam Praktik = 3 jam
A. Pokok Bahasan Throttling Device / Alat Ekpansi
Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami fungsi, cara kerja dan jenis alat ekspansi (throttling device).
Tujuan Instruksional Khusus Siswa dapat menyebutkan fungsi, cara kerja dan jenis alat ekspansi
B. Sub Pokok Bahasan - Fungsi, Jenis dan konstruksi. (Pipa kapiler, Manual valve, Automatic valve, TXV, High side floating valve, Low side floating valve, EEV)
- Pemilihan kapiler - Pemasangan sensing bulb
Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui proses penurunan tekanan pada alat ekspansi dan jenis alat ekspansi, menentukan panjang pipa kapiler.
Siswa dapat : - Menyebutkan fungsi alat ekspansi - Menyebutkan jenis-jenis alat ekspansi - Memperkirakan panjang pipa kapiler - Menjelaskan cara pemasangan TXV dan sensing bulb
pada sistem, - Memahami arti PCE (Point of Complete evaporation)
dan derajat superheat pada TXV.
K Tujuan Instruksional Khusus
Siswa mampu : - Menunjukkan alat ekspansi yang digunakan pada
sistem, - Menunjukan kelebihan penggunaan ekspansi kapiler
dan TXV.
S
C. Kegiatan Belajar mengajar
Menjelaskan prinsip kerja alat ekspansi, proses yang terjadi di alat ekspansi, jenis-jenis alat ekspansi, menghitung panjang pipa kapiler.
Tahap Kegiatan
Pembukaan Topik • Tanya jawab / review proses pada sistem refrigerasi kompresi uap sederhana
• Memotivasi siswa untuk mempelajari kembali materi sebelumnya.
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 16 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
Pembahasan • Menjelaskan proses ekspansi, cara kerja dan konstruksi alat ekspansi,
• Menjelaskan pemasangan alat ekspansi TXV dan sensing bulbnya.
• Menentukan panjang pipa kapiler.
• Menunjukkan perbedaan kapiler dan TXV.
Penutup • Melakukan evaluasi dengan tanya jawab
• Memberikan kesimpulan dengan melibatkan mahasiswa
Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : menyebutkan proses ekspansi,
menyebutkan jenis alat ekspansi, melakukan penentuan panjang pipa kapiler.
2. Metoda Penilaian : tanya jawab atau tes tertulis
3. Hasil Penilaian : kemampuan 100%
Kegiatan Mahasiswa Mendengarkan, mencatat, bertanya, menjawab pertanyaan, menunjukkan alat, melakukan perhitungan.
Metoda Pembelajaran Ceramah, tanya jawab, diskusi
Media/Alat Bantu Papan tulis, LCD, computer/laptop
REFERENSI :
1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981 2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill,
2001 3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland,
2004. 4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006); 5. Haines, Control System For Heating Ventilation and Air Conditioning, 3rd ed.,Van
Nostrand Reinhold, 1988. 6. Levenhagen and Spetmann, HVAC Controls and Systems, McGraw-Hill New York, 1993. 7. Windy Hermawan Mitrakusuma, Diktat Kuliah Refrigerasi Dasar, Politeknik Negeri
Bandung, 2007. K = Knowledge S = Skill A = Attitude Dibuat oleh : Windy Hermawan Mitrakusuma Tanggal : 25 Agustus 2007 Revisi Terakhir Tanggal : 25 Agustus 2008
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 17 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
DOKUMEN SATUAN ACARA PENGAJARAN (SAP)
JURUSAN : Teknik Refrigerasi dan Tata Udara PROGRAM STUDI : Teknik Pendingin dan Tata Udara
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
SATUAN ACARA PENGAJARAN
JUDUL MATA KULIAH Refrigerasi Dasar
NOMOR KODE/SKS 3 SKS
PERTEMUAN KE T ( Mngg ke 13)
WAKTU PERTEMUAN (Jam) 4 jam Teori = 4 jam Praktik = 0 jam
A. Pokok Bahasan Refrigeran
Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami fungsi dan jenis refrigeran.
Tujuan Instruksional Khusus Siswa dapat menyebutkan jenis refrigeran dan menentukan pemilihan refrigeran.
B. Sub Pokok Bahasan - Jenis dan kode warna tabung, - Syarat-syarat refrigeran yang baik, - Penamaan, - Karakteristik Refrigeran, NBP, ODP/ GWP, - Refrigeran alternatif rendah ODP/GWP, - Refrigeran sekunder : jenis dan karakteristik, - Bahan antifreeze
Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui fungsi refrigeran dalam sistem, karakteristik refrigeran dan mampu memilih refrigeran yang digunakan.
Tujuan Instruksional Khusus Siswa dapat : - Menyebutkan fungsi refrigeran - Menyebutkan jenis-jenis refrigeran dan kode warna
yang berlaku - Mengetahui penamaan refrigeran - Menyebutkan dampak refrigeran terhadap lingkungan
(ODP/GWP) dan penggunaan refrigeran alternatif, - Mengetahui penggunaan refrigeran sekunder dan
bahan antifreeze, fungsi dan jenisnya
K
C. Kegiatan Belajar mengajar
Menjelaskan fungsi refrigeran, jenis dan kode warna tabung refrigeran, dampak penggunaan refrigeran dan refrigeran alternatif, refrigeran sekunder.
Tahap Kegiatan
Pembukaan Topik • Tanya jawab / review proses pada sistem refrigerasi kompresi uap sederhana
• Memotivasi siswa untuk mempelajari kembali materi sebelumnya.
Pembahasan • Menjelaskan fungsi refrigeran, jenis refrigeran dan penamaan refrigeran.
• Dampak penggunaan refrigeran (ODP dan GWP) dan refrigeran alternatif.
• Menjelaskan refrigeran sekunder dan fungsinya.
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 18 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
Penutup • Melakukan evaluasi dengan tanya jawab
• Memberikan kesimpulan dengan melibatkan mahasiswa
Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : menyebutkan jenis refrigeran dan kode
warna yang digunakannya, menentukan penamaan refrigeran, memilih refrigeraan, penggunaan refrigeran sekunder.
2. Metoda Penilaian : tanya jawab atau tes tertulis
3. Hasil Penilaian : kemampuan 100%
Kegiatan Mahasiswa Mendengarkan, mencatat, bertanya, menjawab pertanyaan, menunjukkan alat, melakukan perhitungan.
Metoda Pembelajaran Ceramah, tanya jawab, diskusi
Media/Alat Bantu Papan tulis, LCD, computer/laptop
REFERENSI :
1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981 2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill,
2001 3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland,
2004. 4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006); 5. Haines, Control System For Heating Ventilation and Air Conditioning, 3rd ed.,Van
Nostrand Reinhold, 1988. 6. Levenhagen and Spetmann, HVAC Controls and Systems, McGraw-Hill New York, 1993. 7. Windy Hermawan Mitrakusuma, Diktat Kuliah Refrigerasi Dasar, Politeknik Negeri
Bandung, 2007. K = Knowledge S = Skill A = Attitude Dibuat oleh : Windy Hermawan Mitrakusuma Tanggal : 25 Agustus 2007 Revisi Terakhir Tanggal : 25 Agustus 2008
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 19 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
DOKUMEN SATUAN ACARA PENGAJARAN (SAP)
JURUSAN : Teknik Refrigerasi dan Tata Udara PROGRAM STUDI : Teknik Pendingin dan Tata Udara
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
SATUAN ACARA PENGAJARAN
JUDUL MATA KULIAH Refrigerasi Dasar
NOMOR KODE/SKS 3 SKS
PERTEMUAN KE T ( Mngg ke 14) : P (Mngg ke 14)
WAKTU PERTEMUAN (Jam) 4 jam Teori = 4 jam Praktik = 3 jam
A. Pokok Bahasan Pemipaan Refrigeran
Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami fungsi pemipaan refrigeran.
Tujuan Instruksional Khusus Siswa dapat memilih ukuran pipa yang digunakan.
B. Sub Pokok Bahasan - Penentuan ukuran pipa dan jenis pipa, pressure drop pada pipa,
- Penyambungan dan penggunaan pipa riser, - Pengetesan kebocoran dan pemvakuman,
Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui fungsi pemipaan refrigeran dalam sistem, menentukan ukuran pemipaan refrigeran dan cara penyambungan pipa refrigeran.
Siswa dapat : - Menyebutkan fungsi pemipaan refrigeran - Menyebutkan menentukan ukuran pipa refrigeran
pada liquid line dan suction line. - Menjelaskan syarat-syarat pemasangan pipa dan
penggunaan riser. - Menjelaskan proses flushing, pengecekan kebocoran,
pemvakuman dan pengisian refrigeran.
K Tujuan Instruksional Khusus
Siswa dapat : - Pengecekan kebocoran dan pemvakuman
S
C. Kegiatan Belajar mengajar
Menjelaskan fungsi refrigeran, jenis dan kode warna tabung refrigeran, dampak penggunaan refrigeran dan refrigeran alternatif, refrigeran sekunder.
Tahap Kegiatan
Pembukaan Topik • Tanya jawab / review proses pada sistem refrigerasi kompresi uap sederhana
• Memotivasi siswa untuk mempelajari kembali materi sebelumnya.
Pembahasan • Menjelaskan fungsi refrigeran, jenis refrigeran dan penamaan refrigeran.
• Dampak penggunaan refrigeran (ODP dan GWP) dan refrigeran alternatif.
• Menjelaskan refrigeran sekunder dan fungsinya.
• Menunjukkan cara pengecekan kebocoran dan pemvakuman sistem.
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 20 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
Penutup • Melakukan evaluasi dengan tanya jawab
• Memberikan kesimpulan dengan melibatkan mahasiswa
Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : menyebutkan ukuran pipa yang
digunakan, pengecekan kebocoran dan pemvakuman.
2. Metoda Penilaian : tanya jawab atau tes tertulis
3. Hasil Penilaian : kemampuan 100%
Kegiatan Mahasiswa Mendengarkan, mencatat, bertanya, menjawab pertanyaan, menunjukkan alat, melakukan perhitungan.
Metoda Pembelajaran Ceramah, tanya jawab, diskusi
Media/Alat Bantu Papan tulis, LCD, computer/laptop
REFERENSI :
8. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981 9. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill,
2001 10. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland,
2004. 11. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006); 12. Haines, Control System For Heating Ventilation and Air Conditioning, 3rd ed.,Van
Nostrand Reinhold, 1988. 13. Levenhagen and Spetmann, HVAC Controls and Systems, McGraw-Hill New York, 1993. 14. Windy Hermawan Mitrakusuma, Diktat Kuliah Refrigerasi Dasar, Politeknik Negeri
Bandung, 2007. K = Knowledge S = Skill A = Attitude Dibuat oleh : Windy Hermawan Mitrakusuma Tanggal : 25 Agustus 2007 Revisi Terakhir Tanggal : 25 Agustus 2008
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 21 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
DOKUMEN SATUAN ACARA PENGAJARAN (SAP)
JURUSAN : Teknik Refrigerasi dan Tata Udara PROGRAM STUDI : Teknik Pendingin dan Tata Udara
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
SATUAN ACARA PENGAJARAN
JUDUL MATA KULIAH Refrigerasi Dasar
NOMOR KODE/SKS 3 SKS
PERTEMUAN KE T ( Mngg ke 15 & 16) : P (Mngg ke 15 - 17)
WAKTU PERTEMUAN (Jam) 20 jam Teori = 8 jam Praktik = 9 jam
A. Pokok Bahasan Komponen-komponen Pendukung
Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami fungsi, cara kerja dan jenis komponen-komponen pendukung.
Tujuan Instruksional Khusus Siswa dapat menyebutkan fungsi, cara kerja dan jenis komponen pendukung
B. Sub Pokok Bahasan - Fungsi alat kontrol refrigerasi, - Jenis kontrol refrigerasi (Kontrol kelistrikan dan Kontrol
aliran/ mekanik) - Fungsi dan instalasi mekanik dari Elemen-elemen/
komponen-komponen kontrol kelistrikan: Solenoid valve, Katup solenoid, Thermostat, Saklar laju aliran (flow switch), Delay relay, Defrost timer, Pressure stat, Oil press stat, Overload protector, Starting relay, Running –Starting Capacitor, Humidistat
- Fungsi, Konstruksi dan cara kerja – instalasi dari Elemen-elemen/ komponen-komponen Kontrol mekanik: Liquid receiver, Accumulator, Oil separator, filter dryer, sight glass, Strainer, Liquid-suction heat exchanger, 2-3-4 way valve, 4 way reversing valve, Evaporator Press Reg, Condensing Press Reg, Crankcase Press Reg, Suction Press Reg, Discharge Pressure Reg, Hot gas bypass valve, Load unload sol valve, Water Flow Reg, Sol valve, Check Valve, Service Valve, Relief Valve, Liquid Refri. Distributor, Oil Press Reg, Var. Refrigerant Vol. Contr, Muffler, vibration eliminator, Oil Separator, Purging Unit
- Contoh aplikasi sistem kontrol refrigerasi : Instalasi sistem 1 outdoor unit dengan 2 indoor unit beda set temperatur,Sistem water cooled condensor dan cooling tower, Kelistrikan sistem freezer.
Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui fungsi dan cara kerja komponen pendukung dalam sistem refrigerasi.
Tujuan Instruksional Khusus Siswa dapat : - Menyebutkan fungsi dan penggunaan komponen
pendukung mekanik - Menyebutkan fungsi dan penggunaan komponen
pendukung kelistrikan dan kontrol - Memilih komponen yang diperlukan berdasarkan
fungsi yang diinginkan. - Menjelaskan kerja sistem berdasarkan komponen
yang terpasang
K
MK : Refrigerasi Dasar
No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 22 dari 22
Dokumen Internal POLBAN
Siswa mampu : - Memasangkan starting relay dan overload yang digunakan pada kompresor hermetik 1 fasa.
- Mengatur dan mengubah seting HLP/LP/HP, thermostat.
S
C. Kegiatan Belajar mengajar
Menjelaskan prinsip kerja komponen pendukung, fungsi dan dampaknya pada sistem, tanya jawab dan melakukan kegiatan praktek.
Tahap Kegiatan
Pembukaan Topik • Tanya jawab / review proses pada sistem refrigerasi kompresi uap sederhana
• Memotivasi siswa untuk mempelajari kembali materi sebelumnya.
Pembahasan • Menjelaskan komponen pendukung fungsi dan penggunaan.
• Konstruksi komponen pendukung dan pemasangannya.
• Contoh penggunaan komponen kontrol pada sistem evaporator ganda,
Penutup • Melakukan evaluasi dengan tanya jawab
• Memberikan kesimpulan dengan melibatkan mahasiswa
Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : menyebutkan komponen pendukung
dan fungsinya, menyebutkan contoh penggunaan.
2. Metoda Penilaian : tanya jawab atau tes tertulis
3. Hasil Penilaian : kemampuan 100%
Kegiatan Mahasiswa Mendengarkan, mencatat, bertanya, menjawab pertanyaan, menunjukkan alat, melakukan perhitungan.
Metoda Pembelajaran Ceramah, tanya jawab, diskusi
Media/Alat Bantu Papan tulis, LCD, computer/laptop
REFERENSI :
1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981 2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill,
2001 3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland,
2004. 4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006); 5. Haines, Control System For Heating Ventilation and Air Conditioning, 3rd ed.,Van
Nostrand Reinhold, 1988. 6. Levenhagen and Spetmann, HVAC Controls and Systems, McGraw-Hill New York, 1993. 7. Windy Hermawan Mitrakusuma, Diktat Kuliah Refrigerasi Dasar, Politeknik Negeri
Bandung, 2007. K = Knowledge S = Skill A = Attitude Dibuat oleh : Windy Hermawan Mitrakusuma Tanggal : 25 Agustus 2007 Revisi Terakhir Tanggal : 25 Agustus 2008