Jakarta , 09-10 Juni 2011

*

REFRIGERAN

Refrigeran adalah zat yang mengalir dalam mesin refrigerasi / pendingin dan merupakan fluida kerja yang memindahkan panas dari produk yang didinginkan ke lingkungan yang lebih tinggi suhunya.Refrigeran memiliki spesifikasi yang menjadi persyaratan untuk bisa digunakan sebagai bahan pendingin sesuai dengan jenis mesin pendinginnya.

PERSYARATAN REFRIGERAN

Tekanan penguapan cukup tinggiTekanan pengembunan tidak terlalu tinggiKalor laten penguapan harus tinggiKoefisien prestasinya harus tinggiKonduktivitas termal tinggiViskositas fasa cair maupun gas rendahTidak bersifat korosifStabil, tidak bereaksi dengan material yg dipakaiTidak beracun

SISTEM MESIN PENDINGIN SECARA UMUM

Sistem dalam siklus tertutup masing-masing komponen tersambung dengan kuat, dan material bersirkulasi dalam sistem pendingin

Komponen utama Mesin:

KompresorKondonsorKatup ekspansiEvaporator

Bahan utama :

RefrigerantPelumas3.unknown

MATERIAL YANG TIDAK DIPERBOLEHKAN ADA BERSAMA REFRIGERAN DALAM TABUNG

Kotoran padat, akan menyumbat katup ekspansi, mempengaruhi filter dryerUdara, terutama akan mengurangi efek refrigerasi, menaikan tekanan, dan lain-lainKandungan uap air, akan membeku dan menyumbat pada katup ekspansi, mempengaruhi pelumas kompresor, sumber karat pada saluran pipa, dan mempengaruhi filter dryer.Pelumas, mempengaruhi efek refrigerasi, mempengaruhi kondensor dan evaporatorPembau berbasis sulfur, berpengaruh terhadap timbulnya karat pada evaporator, kondensor dan bereaksi dengan pelumas membentuk polymer.

Perbedaan & sifat utama Hidrokarbon vs Sintetik Refrigeran

volume masuk

density, kg/m3

HC

HC

*

PHYSICAL PROPERTIES
dibandingkan dengan sintetik

Kerapatan HC LEBIH RENDAH

kuantitas

Refrigeran Daerah AplikasiPengganti

R-600a (iso butan) Temperatur tinggi ,

sedang untuk kebutuhan domestik(R-12, R-134a)*

Blend :

R-600 (n-butane) Temperatur tinggi , sedang untuk R-12, R-134a

R-600a (i-butane) kebutuhan domestik, kendaraan

R-290 (propane) bermotor, komersial

R-290 (propane) Temperatur tinggi, sedang, rendah R-22, R-404A,

untuk komersial, industri, freezer, R- 407C, R-507A

AC, heat pump

R-1270 (propylene) Temperatur tinggi, sedang, rendah R-22, R-404A,

untuk komersial, industri, chiller R- 407C, R-507A

AC, heat pump

Blend

R290 (propane) Temperatur tinggi, sedang, rendah R-22, R-404A,

R170 (ethane) untuk komersial, industri, chiller R- 407C, R-507A

AC, heat pump

R170 (ethane) Temperatur rendah R-13, R-23, R-503

REFRIGERAN HIDROKARBON

CONTOH REFRIGERAN SINTETIK DAN HC

PENGGANTI REFRIGERAN JENIS CFC

REFRIGERAN SINTETIK (JENIS HFC)REFRIGERANHIDROKARBONREFRIGERAN YANG DIGANTIKANR-134a (HFC-134a)Blend :R-600 (n-butane)R-600a (i-butane)R-290 (propane)R-12 (CFC-12) R-404A (HFC-143a/125/134a)R-507A (HFC-143a/125)R-407A (HFC-32/125/134a)R-407B (HFC-32/125/134a)R-290 (propane)Blend :R290 (propane)R170 (ethane)CFC-502 (HCFC-22/115)R-410AHFC-32/125R-407CHFC-32/125/134aR-417AHFC-125/134a/600aR-290 (propane)Blend : R290 (propane) R170 (ethane) R-1270 (propylene)R-22 (HCFC-22)

QC

Storage

Produk

MC-22

Storage

Produk

MC-134

Storage

Produk

MC-12

C3

QC

QC

Blending

(Gantion)

Skid Tank

Area Kilang

Area Filling Plant

FM

Filling

Machine

Botol

MUSIcool

FM

FM

MC-12

MC-134

MC-22

Botol

MUSIcool

Botol

MUSIcool

QC

C4

QC

QC

QC

QC

Storage

Butane

Bahan Baku

Storage

Propane

Bahan Baku

Storage

Filling

Plant

KETERANGAN :

R290 kesepadanannya untuk MUSIcool adalah MC-22

SYARAT MUTU REFRIGERAN HIDROKARBON

R290

SESUAI SNI 7647 : 2010

NOPARAMETER UJISATUANPERSYARATANMETODE UJI1Etana% b/b< 0,2ASTM D-21632Propana% b/b> 99,5ASTM D-21633i-butana% b/b

SYARAT MUTU REFRIGERAN HIDROKARBON

R290/R600a

SESUAI SNI 7647 : 2010

KETERANGAN :

R290/R600a kesepadanannya untuk MUSIcool adalah :

Tekanan (119 123) psig MC 12Tekanan (125 127) psig MC 134 NOPARAMETER UJISATUANPERSYARATANMETODE UJI1Etana% b/btracesASTM D-21632Propana% b/b52,0 59,5ASTM D-21633i-butana% b/b38,9 45,5ASTM D-21634n-butana% b/b< 2,5ASTM D-21635Pentanappm< 100ASTM D-21636n-Heksanappm

Asumsi kondisi:

T kondensasi: 45oC Sistem cooling capacity : 10 kW

T penguapan : 7oC

Karakter

Rasio tekanan

kompresi

Efek refrig.,kJ/kg

Kec. alir gas

(kg/s . E-02)

COP

Temp. Glide

MC-12

3,1

314

3,28

3,39

7,8

R-12

3,1

125

8.21

3,35

0

MC-134

3,1

314

3,28

3,38

7,7

R-134a

3,4

159

6,49

3,31

0

MC-22

2,8

299

3,44

3,26

0,1

R-22

3,0

168

6,12

3,20

0

Perbandingan Data Kinerja Refrigeran, MUSIcool

Sifat termodinamika beberapa refrigeran

* pada Teva = 5oC, ** pada Tkond = 25oC

RefrigeranNBP, oCTemperaturKritis,oCTekananKritis,BarTitik Beku,oCTekanan Operasi Refrigeran,barV*,m3/hr/TRhfg,kJ/kgpeva pada 5oCpkond pada 40oCPada Tkond= 40oC dan Teva= -15oCR-1123,7197,7843,7-111,00,49671,7480,772148,5R-12-29,8112,0441,15-136,03,629,6010,867108,4R-22-40,896,0296,02-160,05,83615,3316,668108,4R-11345,9214,134,15-36,60,19030,7809186,9111,8R-1143,6145,832,7-94,01,0693,45437,688,6R-134a-26,15101,0640,56-96,63,510,16710,867139,8R-152a-24,15113,345,2-117,03,1499,09211,572226,5R-290-42,196,842,56-187,15,47813,6647,737252,4R-600a-11,73135,036,45-159,61,885,36121,24226,5R-718100374,5221,30,00,008740,0738825,62342,5*R-717-33,3531,173,72-77,75,1615,546,1241053,4R-744-78,431,173,72-56,6--1,33156,7**

Tabel Sifat transpor beberapa refrigeran pada 0oC

Massa jenis cairan Musicool lebih kecil dibandingkan refrigeran sintetik. viskositas Musicool lebih encer.RefrigeranP, MPaMassa jenis cairan, kg/m3Cp cairan, kJ/kgKk=Cp/CvViskositas cairan, Pa-s x 106Konduktivitas termal cairan, W/mKTegangan Permukaan, N/mR-600a0.15645812.3061.086199.30.10680.01303R-120.308113960.9341.126248.70.075850.01177R-134a0.292812951.3411.102271.10.092010.01156R-290/R-600a, 50%-50%0.33605512.3991.495153.90.014740.01474R-220.497612851.1701.166236.00.1000.01170R-2900.47125232.5001.126137.00.1040.01030

SISTEM PENDINGIN VS REFRIGERAN

Sistem pendingin adalah suatu sistem dengan siklus tertutup yang didalamnya hanya ada refrigeran dan Oli tidak boleh ada zat lain seperti : udara,air, kotoran dll.Sistem tersebut harus dalam keadaan vakum sebelum dilakukan pengisian refrigeran.Kompresor didalam sistem pendingin tidak boleh terkontaminasi dengan udara, air dan kotoran karena dapat membuat karat pada komponen dan merusak sistem mekanis kompresor.Refrigeran sebelum dimasukkan didalam sistem pendingin harus dipastikan tidak terkontaminasi dengan udara, air dan kotoran.Tekanan kerja didalam tabung refrigeran harus stabil dan sesuai dengan tabel.Refrigeran yang tercampur dengan udara dan kotoran dapat membuat kinerja mesin pendingin menjadi tidak baik dan membuat rusaknya sistem.

PENGARUH KESTABILAN KUALITAS REFRIGERAN TERHADAP KINERJA MESIN PENDINGIN

Apabila refrigeran tercampur dengan udaraTemperatur pendinginan tidak maksimalMenyumbat didaerah pipa kapiler khususnya pada kulkas, AC-Split, AC- Window dll.Menimbulkan karat pada komponen mekanik pada kompresor.Kinerja kompresor terganggu (tekanan kerja tidak stabil).

ADANYA UDARA / KOTORAN DIDALAM REFRIGERAN BERPENGARUH PADA KATUP EKSPANSI PADA AC-MOBIL

Katup ekspansi berfungsi sebagai alat penurunan tekanan dan mengatur laju aliran refrigeran. apabila menggunakan pipa kapiler maka diameternya cukup kecil sehingga apabila ada kotoran maka akan mampat. Akan terjadi pembekuan (Freezing)di dalam pipa kapiler.9.unknown

PIPA KAPILER DAN KONDENSOR KULKAS DAN DISPENSER

Pipa kapiler untuk kulkas dan dispenser memiliki diameter dalam yang sangat kecil antara 0.7-1mm, apabila terkena kotoran maka kecenderungan mampat sangat tinggi.Apabila tercampur dengan udara maka akan terjadi freezing dan blocking.Hal ini akan mengganggu aliran refrigeran.Tekanan suction berubah-ubah.

DIAGRAM & KOMPONEN AC-MOBIL

Apabila refrigeran banyak tercampur udara maka :

filter dryer akan cepat jenuh dan tidak lagi maksimal kinerjanya. akan terjadi blocking di daerah katup ekspansi dan menghambat laju aliran refrigeran. Konduktivitas thermal/daya hantar zat rendah.

Apabila refrigeran yang digunakan banyak mengandung udara dan kotoran.

PENGARUH DI KONDENSOR

Kondensor berfungsi sebagai alat pembuang panas dengan melalui proses kondensasi.

Apabila refrigeran tercampur dengan udara maka di dalam kondensor ada dua zat yang berbeda suhu kondensasinya yaitu antara refrigeran dan udara

Ini akan mempengaruhi proses pembuangan panas.

10.unknown

PENGARUH DI EVAPORATOR

Evaporator berfungsi sebagai alat penyerap kalor/panas ruangan yang didinginkan dengan melalui proses evaporasi(penguapan). Apabila didalam sistem evaporator ini tercampur dengan udara maka yang menguap ada dua zat yang berbeda suhu penguapannya. Apabila ada air/udara maka akan menjadi gumpalan es yang menghalangi sirkulasi. Dan mengurangi daya serap.11.unknown

PENGARUH DI KOMPRESOR

Apabila udara/air masuk ke dalam kompresor maka :

komponen mekanik akan cepat berkarat dan kerja kompresi tidak maksimal.Dapat menimbulkan kebakaran karena ada oksigen didalam sistem.Dapat menimbulkan terjadinya konseleting.Tekanan suction dan discharge tidak stabil.12.unknown

PENGARUH KUALITAS REFRIGERAN
PADA SISTEM CHILLER

Apabila pada sistem chiller terdapat refrigeran yang tercampur dengan udara maka :

tekanan kerja pada suction dan discharge berubah-ubah dan tidak stabil.Kapasitas pendinginan berkurang.Kompresor akan cepat rusak.

TEMPERATUR GLIDE

Refrigeran campuran zeotropik akan menguap dan mengembun pada temperatur yang berbeda hal ini akan menyebabkan terjadinya temperature glide baik di evaporator maupun di kondensor, yaitu refrigeran mengalami perubahan fasa pada tekanan konstan tetapi temperaturnya terus berubah.

Apabila refrigerannya terkontaminasi/tercampur dengan udara dan kandungan air maka temperatur glide akan tinggi dan mempengaruhi kinerja /pendinginan

garis isotermal

2

3

4

1

Entalpi

Tekanan

temperature glide di dalam kondensor

temperature glide di dalam evaporator

MENJAGA MUTU PRODUK REFRIGERAN

Kemurnian hasil proses produksi dari produk refrigeran harus dijaga > 99.5 %Transportir (skid tank) harus dipastikan bersih dari zat apapun selain refrigeran yang akan diisikan untuk menjaga kemurnian dari refrigeran yang akan diangkut didalamnyaStorage tank (tangki timbun) harus dipastikan bersih dari zat apapun selain jenis refrigeran yang akan diisikanSebelum dilakukan Filling, dilakukan pengocokan/sirkulasi untuk menjaga homogenitas produk sesuai spesifikasi.Tabung kemasan yang akan diisi (tabung baru & tabung refill) harus dipastikan tidak mengandung kotoran padat, cair maupun gas. Untuk aitu wajib dilakukan pembersihan dan pemvakuman sebelum diisi refrigeran.

Tabung kemasan tidak boleh bocor (di body, las-lasan, valve, dll.) dan disegel dengan rapat (tidak bergeser)untuk menjaga berubahnya komposisi.Selama pengangkutan dan penyimpanan di gudang, di agen/penyalur tidak mengalami kebocoran.Refrigeran dalam tabung tidak boleh disimpan dalam suhu yang tinggi/terik matahari.Sebelum digunakan/diisikan kedalam mesin pendingin, tabung dikocok/digoyang untuk memastikan campuran homogen.Sisa gas dalam tabung harus dijaga tidak bocor, dan setiap akan diisikan harus digoyang/dikocok.Setiap produk yang keluar dari Filling agar dilengkapi CoA (Certifikat of Analysis) atau CoQ (Certificate of Quality) untuk memastikan bahwa produk sesuai spec.

Pendinginan tidak maksimal.Pembuangan kalor pada kondensor tidak maksimal.Tekanan suction tidak stabilTekanan discharge tidak stabilMempercepat kerusakan pada kompresor.Merusak komponen didalam sistem kompresor (motor listrik).Konduktivitas thermal rendah.MUTU PRODUK YANG MASUK KE DALAM MESIN PENDINGIN HARUS SESUAI SPESIFIKASI YANG TELAH DITETAPKAN

KESIMPULAN

I. SECARA UMUM MASALAH YANG TERJADI PADA SISTEM PENDINGIN APABILA REFRIGERANT TERKONTAMINASI :

Discharge

Line

Liquid

Line

Evaporator

Condensor

Expansion

Device

Suction

Line

B

C

D

A

Compressor

berat masuk volume masuk

HCCFC

latent heat,kJ/kg density, kg/m3

HCCFC/HCFCHFC

superheated

superheated

vapor

vapor

TXV

TXV

290

250

psia

psia

, 109F

, 109F

[2

[2

MPa

MPa

, 42.8C]

, 42.8C]

85

75

psia

Psia

, 41F

, 41F

[0.59

[0.59

MPa

MPa

, 5C]

, 5C]

liquid

liquid

refrigerant

refrigerant

Hembusan

udara

Penampungan

refrigeran

(gas)

Penampungan

refrigeran

(cair)

E

v

a

p

o

r

a

t

o

r

Proses di Evaporator