CARA KERJA KULKAS

Dalam rangkaian/siklus tertutup, Gas (CFC or non CFC) dipampatkan dengan bantuan Compressor -> berubahmencair -> dialirkan ke Expansion valve / pipa kapiler -> terjadi perubahan dari cair ke gas kembali -> dihisap kembali oleh Compressor. Begitu seterusnya. Karena diCompress, maka timbul panas, untuk mengurangi agar tidak terlalu panas, maka dibuatlah pipa2 sebagai condensor, yg pada kulkas kuno, biasa diletakan dibagian belakang dan dicat hitam, namun pada perkembangan selanjutnya, pipa condensor tsb di sembunyikan pada dinding bagian dalam kiri/kanan kulkas. Kalau anda pegang body kulkas akan terasa hangat. Pada saat perubahan dari cair ke gas itulah (setelah meliwati Expansion Valve) timbul efek dingin pada Evaporator. Sisa dari gas dingin setelah Evap, kembali ke Compressor dimanfaatkan sebagai pendingin Compressor.

Hukum termodinamika pertama menyatakan ttg kekekalan energi, dimana energi/kalor tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan tetapi hanya berubah wujudnya dari satu bentuk energi menjadi bentuk energi lainnya, misalnya : energi kinetik berubah menjadi energi panas, energi listrik menjadi energi panas, dst Sementara untuk kaitannya dengan kulkas, merupakan salah satu aplikasi konversi energi. Energi listrik dikonversi menjadi energi mekanik pada motor listrik. Ini menyebabkan motor listrik bekerja pada pompa yang bekerja sehingga tekanan menjadi rendah akibatnya temperatur menjadi dingin. Ini merubah energi mekanik menjadi energi panas (pendinginan). Jika gas pada silinder ditekan maka suhu akan meningkat. pompa pada kulkas menekan gas tertentu, yang menyebabkan perubahan wujudnya menjadi cair pada temperatur tinggi. Cairan ini disimpan pada satu tabung yang disebut condensor. Pada hampir sebagian kulkas, ada kipas yang bekerja pada condensor untuk menjaga kondensor ini tetap dingin. Jika gas pada silinder ditarik (lawannya ditekan), maka temperatur gas akan menjadi dingin, Cairan tersebut akan masuk melalui suatu alat ke dalam evaporator di dalam kulkas sehingga menjadi gas lagi. gas inilah yang yang akan menyerap panas dan mendinginkan isi dalam kulkas.

PRINSIP KERJA LEMARI ES

Secara alami, kalor mengalir dari suhu yang tinggi ke suhu yang lebih rendah. Namun bagaimana jika kita ingin mengalirkan kalor dari tempat yang bersuhu lebih rendah ke tempat yang bersuhu lebih tinggi seperti yang terjadi pada mesin pendingin? Tentu saja perlu adanya kerja/usaha tambahan agar proses tersebut bisa terjadi. Prinsip ini yang mendasari kerja mesin-mesin pendingin seperti AC dan lemari es.

Berdasarkan hukum termodinamika pertama, energi yang dilepaskan ke reservoir suhu tinggi (Q1), dalam hal ini lingkungan luar, harus sama dengan jumlah energi dari reservoir suhu rendah atau bagian dalam mesin pendingin (Q2) dan kerja yang dilakukan oleh mesin pendingin itu sendiri. kita dapat menuliskannya:

Q1 = W + Q2

Kerja yang dilakukan oleh mesin pendingin diusahakan seminimal mungkin, sehingga listrik yang diperlukan sedikit. Namun kerja yang dilakukan juga tidak mungkin 0 , karena menurut pernyataan Clausius:“Tidak mungkin membangun sebuah mesin siklis yang mampu mentrasfer kalor dari suhu rendah ke suhu yang lebih tinggi secara berulang-ulang tanpa adanya input energi berupa usaha”.

Pernyataan ini merupakan bentuk lain dari hukum termodinamika kedua, secara sederhana, bisa dikatakan bahwa energi (kalor) tidak mengalir dengan sendirinya dari suhu dingin ke suhu panas.

 

1.             Lemari esDalam sebuah lemari es, berlangsung suatu siklus yang dinamakan cooling cycle (siklus

pendinginan). Agar proses ini dapat berlangsung, diperlukan suatu zat yang mudah berubah wujud dari cair ke gas ataupun sebaliknya. Zat ini disebut refrigeran, dan pada lemari es, refrigeran yang biasa dipakai adalah gas Freon.

 Pertama-tama, dengan adanya aliran listrik, kompresor akan bekerja menghisap gas

refrigeran yang bersuhu dan bertekanan rendah dari saluran hisap dan evaporator. Kompresor kemudian memampatkan gas refrigeran sehingga menjadi uap/gas bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi. Gas tersebut dipaksa keluar oleh kompresor memasuki kondensor yang dingin. Gas refrigeran yang panas dan bertekanan tinggi tersebut di dalam kondensor akan didinginkan oleh udara di luar lemari es (panas berpindah dari kondensor ke lingkungan luar)

sehingga suhunya turun, mencapai suhu kondensasi (pengembunan) dan wujudnya berubah menjadi cair, tapi tekanannya tetap tinggi.

Refrigeran ini kemudian mengalir ke dalam penyaring (strainer dan drier), lalu masuk ke dalam pipa kapiler yang berdiameter kecil dan panjang sehingga tekanannya turun drastis dari pipa kapiler, refrigeran cair yang tekananya sudah sangat rendah ini selanjutnya memasuki ruang evaporator yang memiliki tekanan yang rendah hingga vakum, sehingga titik didihnya semakin rendah. Oleh sebab itu, refrigeran segera berubah wujud menjadi gas.

Untuk menugap di dalam evaporator, refrigeran memerlukan kalor. Oleh karena refrigeran memiliki kalor laten penguapan yang besar, kalor diserap dari sekeliling evaporator, yaitu isi lemari es. Kerja ini diperkuat oleh adana daya hisap kompresor yang menyebabkan molekul-molekul gas refrigeran mendapat percepatan sehingga bergerak melesat sepanjang evaporator sambil mengambil panas dari sekelilingnya dengan efek resultan isi lemari es menjadi dingin.

Selanjutnya gas refrigeran memasuki akumulator untuk dipisahkan dengan refrigeran yang masih berwujud cair. Hanya refrigeran yang berwujud gas yang boleh memasuki saluran hisap, kemudian kembali lagi ke kompresor untuk dimampatkan, kemudian dipompakan lagi ke kondensor, begitu seterusnya.

Selain cooling cycle, lemari es juga memiliki kerja pendukung yaitu mencairkan es (defrost). Bila defrost tidak berfungsi, maka bunga es akan semakin menumpuk di luar pipa evaporator sehingga akhirnya daya mendinginkan akan semakin berkurang.Kerjamencairkanes di evaporator dikerjakanolehdefrost heater (pemanaslistrik) yang dibantuolehkomponen-komponenlistrikkecil yang membentukrangkaianlistrikdenganberbagaivariasirangkaian ,namunmemilikiprinsipkerja yang sama, yaitumengaturwaktupendinginandanpencairanessecarabergantian agar tercapaipendinginan yang optimal di dalamlemaries.

Penjelasan

1. Yang pertama adalah Kompresor, merupakan unsur terpenting yang berfungsi untuk memompa bahan pendingin ke seluruh bagian.

2. Selanjutnya adalah Kondensor, berfungsi sebagai alat penukar kalor dalam proses perubahan wujud gas bahan pendingin, yang pada suhu dan tekanan tinggi diubah menjadi wujud cair.

3. Lalu ada Filter, yang berfungsi sebagai penyaring kotoran yang mungkin terbawa masuk aliran pendingin ke kulkas setelah proses sirkulasi.

4. Ada Evaporator, memiliki fungsi untuk menyerap kalor dari benda yang dimasukkan, kalor yang sudah terhisap akan mendinginkan bahan makanan itu.

5. Komponen kelima adalah Thermostat, berperan sebagai pengatur kerja kompresor secara otomatis berdasar pada batasan suhu di setiap bagian kulkas.

6. Lalu ada Heater, berguna untuk mencairkan bunga es yang terbentuk di dalam evaporator.

7. Selanjutnya ada Fan Motor, digunakan untuk menghembuskan udara dingin dari evaporator ke seluruh bagian kulkas dan mendorong udara melalui kompresor.

8. Lalu ada Overload Motor Protector, berguna sebagai pelindung komponen listrik dari kerusakan apabila arus listrik yang dihasilkan kompresor melebihi normal.

9. Komponen terakhir adalah Bahan Pendingin (Refrigerant), berwujud sebagai zat yang mudah diubah bentuknya dari wujud gas menjadi wujud cair, atau sebaliknya.

Nah, sekarang kita masuk ke bagian yang lebih seru. Bagaimana prinsip kerja dari kulkas?

Semua berawal dari Hukum Termodinamika. Hukum Termodinamika berlaku untuk prinsip kerja lemari es. Seperti yang kita ketahui, energi panas selalu bergerak menuju ke daerah yang lebih dingin. Bagaimana lemari es bisa melakukan hal yang sebaliknya? Mengalirkan energi panas dari dalam ke udara yang lebih hangat di luar?

Meskipun memiliki cara kerja yang berlawanan, prinsip kerja lemari es masih berhubungan erat dengan hukum perpindahan kalor. Sebuah lemari es harus melakukan tugas untuk membalikkan arah normal aliran energi panas. Tugas itu melibatkan penggunaan energi yang bertujuan untuk memindahkan sesuatu, dan untuk melakukannya sebuah lemari es membutuhkan energi. Dalam kasus ini, energi itu disediakan oleh listrik.

Credit: researchthetopic.wikispaces.com

Kunci proses kulkas dan sistem pendingin lain agar dapat bekerja terdapat pada refrigeran. Refrigeran ialah zat semacam Freon yang bertitik didih rendah sehingga dapat memfasilitasi perubahan bentuk antara cair dangas. Sebagai cairan, refrigeran berperan dalam penyerapan energi panas dari udara dingin di dalam lemari es untuk diubah menjadi gas.

Jadi pertama-tama, energi panas ditransfer ke dalam lemari es untuk menjadi cairan dingin yang melewati sebuah mesin evaporator. Lalu referigeran, yang sudah dibahas sebelumnya, menyerap energi panas agar menjadi lebih hangat lalu akhirnya berubah bentuk menjadi gas. Gas yang terbentuk sebelumnya, dialirkan melalui compressor agar cairan pendingin memiliki temperatur yang lebih tinggi.

Refrigeran dengan suhu yang lebih tinggi tersebut selanjutnya mengalir melalui kondensor, dimana terjadi transfer energi panas ke kumparan pendingin kondensor. Akhirnya, refrigeran tersebut kehilangan energi panasnya dan berubah menjadi energi dingin kembali, serta mengalami peristiwa kondensasi menjadi cairan.

Selanjutnya refrigeran masuk ke tabung Ekspansi, dimana merupakan tempat yang memiliki ruangan untuk menyebarkan cairan keluar dalam rangka menurunkan suhu menjadi lebih rendah. Cairan dingin hasil refrigeran tersebut kemudian mengalir kembali ke evaporator. Selanjutnya siklus itu kembali berulang.

http://www.infodokterku.com/component/content/article/17-kumpulan-artikel/macam-macam-info/serba-serbi/135-mari-kita-mempelajari-cara-ke

http://www.gomuda.com/2013/07/bagaimana-cara-kerja-kulkas-refrigerator.html