Kondensasi

Pada pembahasan sebelumnya sudah dibuktikan bahwa uap saturasi yang mengalami

pendinginan akan mengalami proses kondensasi dan berubah fasanya menjadi liquid. Ini dapat

terjadi karena uap tidak dapat mempertahankan fasa vapornya pada suhu di bawah suhu

saturasi. Bila uap tersebut didinginkan, molekul uap tidak dapat mempertahankan energi dan

kecepatannya untuk mengatasi gaya tarik antar molekul sebagai molekul uap, dan berubah

menjadi molekul liquid. Bila kondensasi berlangsung, dan volume tetap, maka tekanan dan berat

jenis uap turun, sehingga suhu saturasinay juga turun.

3.15 Proses Transfer Panas

Dilihat dari prosesnya maka tata udara merupakan proses tranfer

panas. Proses transfer panas ini berlangsung melalui suatu medium

yaitu udara. Misalnya untuk menurunkan suhu udara suatu ruang

maka udara yang bersuhu lebih dingin disalurkan ke dalam ruang

tersebut. Udara dingin diperoleh dengan menyalurkan udara yang

bersuhu lebih panas melaui koil pendingin.

Dalam hal ini energi panas yang ada di udara yang bersuhu lebih

tinggi tersebut dipindahkan ke fluida pendingin melalui kontak

langsung dengan permukaan koil pendingin yang dingin. Akibatnya

udara yang telah melewati coil pendingin menjadi dingin, sebaliknya

fluida yang ada di dalam coil pendingin menjadi lebih hangat.

Karena proses tata udara berkaitan erat dengan proses pemindahan

panas, maka marilah kita ulangi lagi fenomena-fenomena fisik dan

thermis berikut ini :

(a) Panas adalah suatu bentuk energi yang aktif, seperti energi

listrik.

(b) Panas dapat dipindahkan melalui 3 cara, yaitu : Konduksi,

konveksi dan radiasi.

(c) Konduksi adalah pemindahan panas melalui benda padat, di

mana enegi panasnya dipindahkan dari satu molukul ke

77

molukul lain dari benda tersebut. Contoh, pemindahan panas

melalui sepotong besi.

(d) Konveksi adalah pemindahan panas melalui benda cair dan

gas. Di mana molukul-molukul benda membawa energi panas

dari satu titik ke titik lainnya. Contoh, pemindahan panas di

dalam air.

(e) Radiasi adalah pemindahan panas melalui gerakan gelombang

cahaya dan gelombang elektromagnetik melalui medium

transparan tanpa berpengaruh terhadap pemanasan

mediumnya. Contoh Sinar matahari.

(f) Panas Sensibel, adalah jumlah energi panas (dalam satuan

BTU) yang dapat menyebabkan terjadinya perubahan suhu

benda. Jadi untuk menaikkan atau menurunkan suhu suatu

benda dibutuhkan sejumlah energi panas.

(g) Panas Spesifik, yaitu energi panas yang diperlukan untuk

menaikkan suhu benda sebesar satu derajad fahrenheit untuk

setiap pound berat benda. Tabel 3.4 memperlihatkan tabel

panas spesifik beberapa benda berikut panas latennya.

(h) Panas laten, yaitu jumlah energi panas yang dapat

menyebabkan terjadinya perubahan wujud benda. Misalnya,

bila air diubah wujudnya menjadi gas atau uap, maka

diperlukan sejumlah panas yang disebut sebagai panas laten.

Dalam hal ini dibedakan panas laten penguapan dan panas

laten pengembunan. Selama proses perubahan wujud

tersebut maka suhu benda tidak berubah.

Untuk lebih mendalami permasalahan tersebut, kembali kita bahas

kurva T-H

PENJELASAN :

Garis A-B memperlihatkan proses pemanasan es hingga

mencapai titik cair es pada tekanan atmosfir. Dalam proses ini

panas yang diambil hanya untuk merubah suhu sehingga disebut :

panas sensibel. (A-B)

Garis B-C memperlihatkan proses pencairan es untuk

merubah wujud es menjadi air. Oleh karena itu energi panas yang

diambil disebut : panas laten. (BC). Selama proses perubahan

wujud energi panas yang diserap semata-mata hanya untuk

perubahan wujud, sehingga suhu air tidak berubah. Pada titik C

disebut liquid saturasi.

Garis C-D memperlihatkan proses pemanasan air, untuk

menaikkan suhu air hingga mencapai suhu titik didih 100oC. Energi

panas yang hanya digunakan untuk merubah suhu air. Energi panas

yang diserap merupakan panas sensibel.

Garis D-E memperlihatkan proses penguapan air untuk

merubah wujud air menjadi uap. Oleh karena itu energi panas yang

79

diambil disebut : panas laten. Selama proses perubahan wujud

energi panas yang diserap semata-mata hanya untuk perubahan

wujud, sehingga suhu air tidak berubah. Pada titik E ini disebut uap

saturasi.

Garis E-F memperlihatkan proses pemanasan uap lanjut,

untuk menaikkan suhu uap hingga mencapai suhu di atas suhu

saturasi. Energi panas yang hanya digunakan untuk merubah suhu

uap. Energi panas yang diserap merupakan panas sensibel.

(i) Superheat, adalah istilah yang lazim digunakan pada

pengaturan katub ekspansi thermostatik. Secara fisik

superheat adalah panas sensibel yang diserap oleh liquid

refrigeran untuk menaikkan suhunya tanpa perubahan

tekanan yang berarti pada saat ia berubah wujud menjadi

gas. Bila suhu evaporasi sebesar 10 derajad dibawah nol dan

suhu gas refrigeraran hasil evaporasi sebesar 2 derajad di

atas nol berarti refrigerannya mempunyai superheat sebesar

12 derajad.

ke Kompresor

2oC

-10OC Evaporator

(j) Hubungan Tekanan dan Suhu Gas, merupakan fenomena

yang sangat menarik seperti yang dinyatakan dalam Hukum

Charles. Bahwa Tekanan dan suhu gas mempunyai hubungan

positip artinya bila suhu gas naik maka tekanannya juga naik

demikian pula sebaliknya.

Tetapi pada suhu 455 derajad fahrenheit di bawah nol,

hubungan itu tidak berlaku lagi. Oleh karena itu suhu sebesar

-455oF, disebut sebagai titik nol absolut untuk skala

Fahrenheit. Hal ini dilakukan agar tidak bertentangan dengan

hukum konservasi energi yang menyatakan bahwa suatu

materi tidak dapat dibuat atau dilenyapkan. Bila ditransfer ke

skala Celcius maka titik nol absolut menjadi –

PENTING

Efek refrigerasi dan kerja kompresor sangat dipengaruhi oleh jenis refrigeran yang digunakan,

hal ini disebabkan oleh karena sifat termofisik yang dimiliki oleh refrigeran (media pendingin) itu

sendiri.

Coefisien Of Performance merupakan salah satu indikator pada suatu sistem refrigerasi yang sangat

menentukan kerja dari sistem itu sendiri. Dengan melihat nilai dari COP pada satu sistem refrigerasi kita

dapat mengetahui kerja dari sistem tersebut, apakah sistem bekerja sebagaimana mestinya atau tidak.

Karena kerja kompresor dalam sistem refrigerasi sangat tergantung dari nilai COP tersebut, sedang

kompresor dalam sistem refrigerasi merupakan jantung dari sistem tersebut, jika nilai COP dari suatu

sistem refrigerasi sangat tinggi maka sistem tersebut tidak bekerja dengan baik atau tidak sesuai dengan

kerja ideal, namun apa bila nilai COP yang kecil berarti kompresor bekerja pada kondisi yang ideal.

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi sehingga kerja kompresor tidak dapat bekerja pada

kondisi ideal yaitu antara lain :

1. Umur kompresor yang sudah lama.

2. Minyak pelumas sudah tidak mampu melumasi kompresor.

3. Adanya tekanan pada sisi suction dan discharge yang tidak seimbang.

4. Ada kandungan udara yang bercampur dengan refrigeran dalam sistem.

5. Kemungkinan jumlah refrigeran yang kurang, dll.

1) Semakin lama suatu sistem refrigerasi bekerja maka temperatur hasil pendinginan

semakin turun. Hal ini disebabkan cyclus refrigeran yang terus mengalir melalui pipa-pipa dalam

sistem mengalami perubahan temperatur akibat perputaran udara dalam ruangan.

Selain itu, katup ekspansi juga sebagai alat kontrol refrigerasi yang berfungsi :

1. Mengatur jumlah refrigeran yang mengalir dari pipa cair menuju evaporator sesuai dengan

laju penguapan pada evaporator.

2. Mempertahankan perbedaan tekanan antara kondensor dan evaporator agar penguapan

pada evaporator berlangsung pada tekanan kerjanya.

Pipa kapiler adalah salah satu alat ekspansi. Alat ekspansi ini mempunyai dua

kegunaan yaitu untuk menurunkan tekanan refrigeran cair dan untuk mengatur aliran

refrigeran ke evaporator.

Jadi semakin tinggi suhu kondensasi semakin kecil efek refrijerasinya.

Sudah dapat dipastikan, bahwa COP dan juga efisiensi siklus akan ikut

naik bila suhu evaporasinya juga naik. Disini, kenaikan suhu evaporasi

dari -10oC ke 5oC, menyebabkan kenaikan efisiensi sebesar: