Pendingin kompresi uap
Pendingin kompresi uap adalah pendingin yang memanfaatkan siklus kompresi uap untuk melakukan pendinginan. Kondisi dingin dihasilkan dengan memanfaatkan fluida kerja dalam bentuk refrigeran. Pendinginan dilakukan dengan proses pengembunan refrigeran oleh kondensor dan penguapan oleh evaporator. Pendingin kompresi uap umumnya memakai refrigeran yang mengandung klorofluorokarbon yang merusak lapisan ozon dan mempercepat pemanasan global sehingga tidak ramah lingkungan.[1] Komponen utama dari pendingin kompresi uap meliputi kompresor, kondensor, evaporator dan katup ekspansi. Nilai koefisien performansi pada mesin pendingin dengan jenis pendingin kompresi uap selalu sama atau lebih dari 1. Penggunaan pendingin kompresi uap pada pendinginan skala besar, gudang berpendingin dan kriogenik.[2]
Sejarah[sunting | sunting sumber]
Pada tahun 1805 M, ilmuwan Amerika Serikat bernama Oliver Evans mematenkan siklus pendingin kompresi uap. Konsep yang dibuat oleh Evans kemudian dikembangkan oleh ilmuwan Amerika Serikat lainnya yang bernama Jacob Perkins pada tahun 1834. Hasil pengembangan yang diadakan oleh Perkins berupa mesin pendingin dengan sistem kompresi uap sederhana. Ilmuwan Amerika Serikat lainnya yang bernama Alexander Catlin Twining mengembangkan mesin pendingin skala besar. Pada tahun 1853, mesin pendingin yang dibuat oleh Twining mampu menghasikan es seberat 1 ton setiap hari.[3]
Twining kemudian menamai peralatan-peralatan yang dibuatnya untuk menghasilkan pendinginan menjadi kompresor, kondensor, katup ekspansi dan evaporator. Penamaan masing-masing peralatan disesuaikan dengan fungsinya. Kompresor digunakan sebagai penaik tekanan refrigeran. Kondensor digunakan untuk mengadakan pengembunan refrigeran. Katup ekpansi digunakan untuk menurunkan tekanan kerja dari refrigeran. Sedangkan evaporator digunakan untuk melakukan penguapan refrigeran. Twining kemudian menamai mesin pendingin yang dibuatnya sebagai mesin pendingin kompresi uap. Nama ini didasari oleh wujud refrigeran yang memasuki kompresor berbentuk uap.[4]
Perlengkapan[sunting | sunting sumber]
Evaporator[sunting | sunting sumber]
Evaporator berfungsi sebagai penukar panas di dalam sistem pendingin. Proses penukaran panas dilakukan dengan membiarkan fluida kerja menyerap energi panas. Penyerapan ini menghasilkan kondisi lingkungan yang dingin. Peran evaporator adalah sebagai tempat perpindahan panas dari lingkungan ke fluida kerja. Refrigeran memasuki evaporator dengan tekanan rendah dan pada suhu hampir ambien. Udara ambien mengirimkan panas dengan suhu yang lebih tinggi dibandingkan refrigeran sehingga terjadi penguapan fluida kerja. Perpindahan panas di dalam evaporator hanya dapat terjadi ketika suhu udara lebih tinggi dibandingkan dengan suhu refrigeran. Penguapan di evaporator didasarkan oleh hukum kedua termodinamika.[5]
Kompresor[sunting | sunting sumber]
Kompresor berpean sebagai peningkat tekanan dari uap refrigeran yang diterima dari evaporator. Bersamaan dengan peningkatan tekanan, suhu refrigeran juga meningkat. Pemberian tekanan oleh kompresor memerlukan daya kerja yang diperoleh dari motor listrik dan pencatu daya. Uap refrigeran yang telah dikompresi akan menjadi panas dan mengalir dari kompresor menuju ke kondensor.[6]
Kondensor[sunting | sunting sumber]
Kondensor berpean sebagai penukar panas dengan peran yang berkebalikan dengan evaporator. Refrigeran dengan suhu yang sangat panas melepaskan energi agar dapat melewati kondensor sehingga memerlukan panas dari lingkungannya. Akibatnya, refrigeran menjadi lebih dingin setelah melalui kondensor. Kondensor juga memiliki pembawa panas yang menyebabkan panas dari refrigeran berpindah. Perpindahan panas ini menghasilkan pengembunan pada refrigeran dan panas pada pembawa panas. Jenis pembawa panas antara lain air pada kumparan pemanas. Tekanan refrigeran tetap tinggi meskipun panasnya telah berkurang.[7]
Katup ekspansi[sunting | sunting sumber]
Katup ekspansi digunakan untuk menurunkan tekanan tinggi yang dhasilkan oleh kompresor dengan proses yang cepat. Selama penurunan tekanan, suhu refrigeran juga menjadi lebih dingin. Katup ekspansi bekerja dengan memanfaatkan efek Joule-Thomson sehingga memperbaharui siklus pendinginan.[8]
Metode[sunting | sunting sumber]
Pendingin kompresi uap menggunakan proses termodinamika untuk menghasilkan efek pendinginan. Fluida kerja di dalam mesin didinginkan dengan cara tertentu. Metode pendinginan yang paling praktis untuk pendingin kompresi uap adalah katup gas.[9]
Referensi[sunting | sunting sumber]
Catatan kaki[sunting | sunting sumber]
- ^ Mirmanto, Syahrul dan Wirawan 2021, hlm. 23.
- ^ Mirmanto, Syahrul dan Wirawan 2021, hlm. 25.
- ^ Sumeru 2018, hlm. 2.
- ^ Sumeru 2018, hlm. 2-3.
- ^ Lestari 2020, hlm. 21-22.
- ^ Lestari 2020, hlm. 22.
- ^ Lestari 2020, hlm. 22-23.
- ^ Lestari 2020, hlm. 23-24.
- ^ Lestari 2020, hlm. 20.
Daftar pustaka[sunting | sunting sumber]
- Lestari, Kiki Rezki (2020). Sistem Pendinginan dan Pompa (PDF). Jakarta Selatan: LP UNAS. ISBN 978-623-7376-70-5.
- Mirmanto, Syahrul dan Wirawan, M. (2021). Teori Dasar dan Aplikasi Pendingin Termoelektrik (Pendingin Tanpa Freon). Sleman: Deepublish. ISBN 978-623-02-3320-3.
- Sumeru, K. (2018). Subcooling pada Siklus Refrigerasi Kompresi Uap: Aplikasinya pada Mesin Pendingin dan Pengkondisi Udara. Sleman: Deepublish. ISBN 978-602-475-118-0.