HEAT EXCHANGERAlat penukar panas adalah alat yang dibuat untuk penukaranpanas yang efisien dari satu fluida kefluida lainnya. Antara fluida penukar panasdengan fluida yang ditukar panasnya, bisa dipisahkan dengan pembatas yang rapat (sehingga tidak tercampur), tetapibisa juga kontakantara mereka secara langsung.Alat penukar panas (heat exchanger) banyak digunakan sebagaipemanas ruangan, refrigerasi,pendingin ruangan, pembangkit listrik, pabrik kimia, petrochemical plants, pabrik pengolahan minyakbumi, pabrik pengolahan gas bumi, danpabrik pengolahan limbah domestik (sewage).REFRIGERASIRefrigerasi adalah suatu sistem yang memungkinkan untuk mengatur suhu sampai mencapai suhu dibawah suhu lingkungan. Penggunaan refrigerasi sangat dikenal pada sistem pendingin udara pada bangunan, transportasi, dan pengawetan suatu bahan makanan dan minuman. Penggunaan refrigerasi juga dapat ditemukan pada pabrik skala besar, contohnya, proses dehidrasi gas, aplikasi pada industri petroleum seperti pemurnian minyak pelumas, reaksi suhu rendah, dan proses pemisahan hidrokarbon yang mudah menguap.Refrigersi juga merupakan metode pengkondisian temperatur ruangan agar tetap berada dibawah temperatur lingkungan. Karena temperatur ruangan yang terkondisi tersebut selalu berada dibawah temperatur lingkungan, maka ruangan akan menjadi dingin, sehingga refrigerasi dapat juga disebut dengan metode pendinginan.Refrigerasi merupakan suatu proses penarikan panas/kalor dari suatu benda/ruangan sehingga temperatur benda/ruangan tersebut lebih rendah dari temperatur lingkungannya. Sesuai dengan konsep kekekalan energi, panas tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat dipindahkan ke suatu bahan/benda lain yang akan menyerap kalor. Jadi refrigerasi akan selalu berhubungan dengan proses-proses aliran panas dan proses-proses perpindahan panas.1. Sistem RefrigerasiSistem refrigerasi pada dasarnya dibagi menjadi dua bagian yaitu :a. Sistem refrigerasi mekanik : dimana akan ditemui adanya mesin-mesinpenggerak/dan alat mekanik lain,b. Sistem refrigerasi non mekanik : dimana tanpa menggunakan mesin-mesinpenggerak/dan alat mekanik lain.Yang termasuk dalam sistem refrigerasi mekanik adalah :1. Refrigerasi sistem kompresi uap2. Refrigerasi siklus udara3. Kriogenik/refrigerasi temperatur ultra-rendah4. Refrigerasi siklus sterling,dan sistem refrigerasi non mekanik adalah sebagai berikut :1. Refrigerasi thermoelektrik2. Refrigerasi absorbs3. Refrigerasi steam jet4. Refrigerasi magnetic5. Heat pipe.2. Penerapan-penerapan RefrigerasiPenerapan-penerapan refrigerasi pada dasarnya hampir meliputi seluruh aspek kehidupan kita sehari-hari. Industri refrigerasi dan tata udara berkembang pesat dan bervariasi. Salah satu penggunaan dasar dari refrigerasi adalah pembuatan es. Saat ini refrigerasi sangat penting artinya dalam bidang produksi, pengolahan dan distribusimakanan, juga untuk mencapai kegiatan industri yang efisien baik alat dan hasil yang produksi maupun para sumber daya manusianya yang bekerja lebih efektif.Pada dasarnya, penerapan refrigerasi dibagi dalam 5 kelompok bidang yaitu :1. Refrigerasi domestic2. Refrigerasi komersil3. Refrigerasi industry4. Refrigerasi transportasi5. Tata udara industri dan tata udara kenyamanan.Refrigerasi Domestik Refrigerasi domestik memiliki ruang lingkup yang lebih sempit dari yang lain,dimana yang utama akan dipelajari tentang penggunaan lemari es dan freezer di rumahtangga. Tetapi bagaimanapun juga karena unit-unit pelayanannya sangat luas, refrigerasi domestik mewakili suatu bagian dan industri refrigerasi. Unit domestisk biasanya berbentuk kecil, yang mempunyai daya antara 35 W sampai 375 W dan dari jenis kompresor hermetik, walaupun pada saat ini sudah mulai dikembangkan dengan menggunakan sistem lain selain kompresi uap.Refrigerasi Industri/komersialRefrigerasi industri sering dikacaukan dengan refrigerasi komersil karena pembagian antara ke dua bidang tersebut tidak jelas. Tetapi sebagai gambaran umum, biasanya refrigerasi industri lebih besar dari pada refrigerasi komersil dan membutuhkan seorang atau lebih yang benar-benar ahli untuk dapat mengoperasikannya, sebagai contoh misalnya pabrik es, pabrik pengepakan makanan yang besar (daging, ikan, ayam, makanan beku dn.), pabrik susu, pabrik bir, pabrik anggur, pabrik minuman ringan, dan berbagaiindustri lain seperti industri penyulingan minyak, industri kimia, industri semen, pabrik karet, bahkan industri konstruksi sipil/bangunan , industri tekstil, pabrik kertas, industri logam dan lain-lain.Refrigerasi Transportasi Sesuai dengan namanya, sistem ini mempelajari refrigerasi yang digunakan pada bidang transportasi seperti kapal, truk, kereta api, pesawat terbang baik untuk jarak jauh maupun untuk pengiriman lokal dan lain-lain.Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana Sistem kompresi uap merupakan dasar sistem refrigerasi yang terbanyak digunakan, dengan komponen utamanya adalah kompresor, evaporator, alat ekspansi ("Throttling Device"), dan kondensor. Keempat komponen tersebut melakukan proses yang saling berhubungan dan membentuk siklus refrigerasi kompresi uap.Kalor adalah salah satu bentuk dari energi, sehingga mengambil kalor suatu benda ekuivalen dengan mengambil sebagian energi dari molekul-molekulnya. Pada aplikasi tata udara (air conditioning), kalor yang diambil berasal dari udara. Untuk mengambil kalor dari udara, maka udara harus bersentuhan dengan suatu bahan atau material yang memiliki temperatur yang lebih rendah.Suatu mesin refrigerasi akan memiliki tiga sistem terpisah yakni:1. Sistem refrigerasi2. Sumberdaya untuk menggerakkan kompresor, yang berupa motor listrik3. Sistem kontrol untuk menjaga suhu benda atau ruangan seperti di inginkan.Mesin refrigerasi dapat berupa lemari es pada rumah tangga, mesin pembeku (freezer), pendingin sayur dan buah-buahan pada supermarket, mesin pembeku daging dan ikan, dan sebagainya.Peralatan ini dapat dijumpai mulai dari skala kecil pada rumah tangga hingga skala besar pada aplikasi komersial dan industri.Di samping itu, sistem refrigerasi komputer uap jugga digunakan pada aplikasi tata udara. Pada aplikasi tata udara untuk hunian manusia, mesin yang digunakan dapat ditemui mulai dari skala kecil seperti AC window dan AC split, sampai dengan skala menengah dan besar seperti packaget rooftop air conditioner, water-cooled chiller, dan air-cooled chiller.Sistem refrigerasi yang umum dan mudah dijumpai pada apliksai sehari-hari, baik untuk keperluan rumah tangga, komersial, dan industri, adalah sistem refrigerasi kompresi uap (vapor compression refrigeration). Pada sistem ini terdapat refrigeran (refrigerant), yakni suatu senyawa yang dapat berubah fase secara cepat dari uap ke cair dan sebaliknya. Pada saat terjadi perubahan fase dari cair ke uap, refrigeran akan mengambil kalor (panas) dari lingkungan. Sebaliknya, saat berubah fase dari uap ke cair, refrigeran akan membuang kalor (panas) ke lingkungan sekelilingnya.Komponen utama dari suatu sistem refrigerasi kompresi uap a. Evaporatorb. Kompresorc. Kondensord. Alat ekspansi (metering device)Komponen Pendukung/kontrolpada Sistem Refrigerasia. Solenoid ValvePada sistem refrigerasi, solenoid valve atau katup solenoid dapat digunakaan untuk menyekat aliran refrigeran pada saat sistem tidak sedang bekerja. Pada berbagai aplikasi, katup solenoid juga dapat digunakan sebagai alat bantu untuk penghilangan bunga es pada evaporator dengan metode hot gas defrosts.b. Filter DryerKomponen ini berfungsi menyaring kotoran dan menghilangkan uap air yang kemungkinan masih tertinggal pada sistem refrigerasi. Filter dryer dipasang pada liquid line, yakni saluran yang menghubungkan antara keluaran kondenser dengan alat ekspansi. c. Sight GlassAlat ini digunakan untuk mengamati secara visual kondisi refrigeran pada liquid line. Apabila ada pada sight glass terlihat ada gelembung, berarti kondensasi pada kondensor tidak berlangsung secara sempurna. Selain itu, dari warna yang tampak pada alat ini dapat dilihat apakah refrigeran pada sistem refrigerasi masih mengandung uap air atau tidak. d. AccumulatorMerupakan alat yang berguna untuk mengumpulkan cairan refrigerant yang berasal dari Evaporator. Dengan adanya alat ini akan memudahkan pengaturan stock dari total refrigerant, dan mencegah terjadinya cairan yang masuk ke compressor, karena jika cairan dari evaporator masuk, maka akan menyebabkan terjadinya kerusakan pada kompresor. e. Hand ValveAlat ini termasuk kedalam alat kontrol, namun masih manual. Alat ini berfungsi untuk membuka dan menutup aliran refrigerant yang akan menuju komponen selanjutnya. Alat ini juga berfungsi untuk menyumbatkan/menahan refrigerant ketika pada aliran pipa terjadi kebocoran, sehingga tidak perlu lagi membuang refrigerant yang ada didalam sistem, dan kia bisa melakukan pengelasan/penyambungan pipa dengan mudah.f. Amperemeter / Ampere MeterAmperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik. Umumnya alat ini dipakai oleh teknisi elektronik dalam alat multi tester listrik yang disebut avometer gabungan dari fungsi amperemeter, voltmeter dan ohmmeter. Amper meter dapat dibuat atas susunan mikroamperemeter dan shunt yang berfungsi untuk deteksi arus pada rangkaian baik arus yang kecil, sedangkan untuk arus yang besar ditambahkan dengan hambatan shunt. Amperemeter bekerja sesuai dengan gaya lorentz gaya magnetis. Arus yang mengalir pada kumparan yang selimuti medan magnet akan menimbulkan gaya lorentz yang dapat menggerakkan jarum amperemeter. Voltmeter / Volt MeterVoltmeter adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur tegangan listrik. Dengan ditambah alat multiplier akan dapat meningkatkan kemampuan pengukuran alat voltmeter berkali-kali lipat. Gaya magnetik akan timbul dari interaksi antar medan magnet dan kuat arus. Gaya magnetic tersebut akan mampu membuat jarum alat pengukur voltmeter bergerak saat ada arus listrik. Semakin besar arus listrik yang mengelir maka semakin besar penyimpangan jarum yang terjadi. g. MCMagnetic Contactor (MC) adalah sebuah komponen yang berfungsi sebagai penghubung/kontak dengan kapasitas yang besar dengan menggunakan daya minimal. Dapat dibayangkan MC adalah relay dengan kapasitas yang besat. Umumnya MC terdiri dari 3 pole kontak utama dan kontak bantu (aux. contact). Untuk menghubungkan kontak utama hanya dengan cara memberikan tegangan pada koil MC sesuai spesifikasinya.h. TDRTDR (Time Delay Relay) sering disebut juga relay timer atau relay penunda batas waktu banyak digunakan dalam instalasi motor terutama instalasi yang membutuhkan pengaturan waktu secara otomatis.i. Mengenal MCB (Miniature CircuitBreaker)MCB bekerja dengan cara pemutusan hubungan yang disebabkan oleh aliran listrik lebih dengan menggunakan electromagnet/bimetal. Cara kerja dari MCB ini adalah memanfaatkan pemuaian dari bimetal yang panas akibat arus yang mengalir untuk memutuskan arus listrik. Kapasitas MCB menggunakan satuan Ampere (A), Kapasitas MCB mulai dari 1A, 2A, 4A, 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A dll.MCB yang digunakan harus memiliki logo SNI pada MCB tersebut.j. ThermostatAlat ini berfungsi untuk mengatur temperatur/suhu.Untuk pengaturan temperatur, dapat dilakukan dengan memutartombol penyetel (dengan memutar kepala thermostat) pada thermostat. Dilihat dari sisikelistrikan alat ini sama seperti sakelar biasa. Hanya saja, menutup dan membukanyasakelar, berdasarkan temperatur yang deteksi oleh sensorthermostat.k. Kipas (Fan Motor)Merupakan komponen yang berfungsi untuk mensirkulasikan udara dari kabin evaporator dingin ke seluruh ruang. Komponen ini terletak di bagiandi belakang evaporator. Komponen ini juga berfungsi untuk mensirkulasikan udara dari kabin kondensoruntuk membuang panas ke lingkungan. Komponen ini terletak di bagiandi belakang kondensor. l. Low Pressure ControlLow Pressure Control digunakan sebagai pengontrol temperatur sekaligus pula sebagai alat pengaman. Bila digunakan sebagai pengaman, LPC ini akan memutuskan rangkaian dan menghentikan kompresor pada saat tekanan hisap (suction pressure) menjadi terlalu rendah. Hal ini bisa disebabkan unit pendingin kekurangan refrigerant, bocor terjadinya bunga es yang tebal di evaporator. Bila tekanan dari saluran hisap ini kembali normal, LPC akan menutup rangkaian dan kompresor akan bekerja kembali. Beberapa LPC dilengkapi dengan reset manual untuk menjaga adanya short cycling karena gangguan pada sistem.m. High Pressure ControlHPC biasanya digunakan sebagai alat pengaman kompresor pada saat terjadi gangguan tekanan yang berlebihan. HPC akan menghentikan kompresor pada saat tekanan pada saluran tekan terlalu tinggi. Hal ini dilakukan untuk melindungi katup-katup kompresor dan juga untuk melindungi motor dari beban yang berlebihan.