Bahan Ajar Refrigerasi Dasar

BA 09 KKRA1083 1

BUKU I BAHAN AJAR

PANDUAN KULIAH DASAR REFRIGERASI

Penyusunan Bahan Ajar Dalam Kurikulum Berbasis Kompetensi (Kurikuum 2007) ini dibiayai dari DIPA

Politeknik Negeri Bandung Departemen Pendidikan Nasional

Tahun anggaran 2009

Disusun oleh :

Windy Hermawan Mitrakusuma NIP : 131 965 828

PROGRAM STUDI : TEKNIK PENDINGIN DAN TATA UDARA JURUSAN : TEKNIK REFRIGERASI DAN TATA UDARA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2009

Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi i

HALAMAN PENGESAHAN

1. Identitas Bahan Ajar : a. Judul Bahan Ajar : Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi b. Mata Kuliah / Semester : Dasar Refrigerasi c. SKS (T-P) / Jam (T-P) : 2 – 1 SKS / 4 – 3 Jam/minggu d. Jurusan : Teknik Refrigerasi dan Tata Udara e. Program Studi : Teknik Pendingin dan Tata Udara f. Nomor Kode Mata Kuliah : KKRA1083 2 Penulis a. Nama : Windy Hermawan Mitrakusuma b. NIP : 131 965 828 c. Pangkat/Golongan : III/c d. Jabatan Fungsional : Lektor e. Program Studi : Teknik Pendingin dan Tata Udara f. Jurusan : Teknik Refrigerasi dan Tata Udara

Bandung, 30 September 2009 Mengetahui, Ketua KBK Ir. Arda Rahardja Lukitobudi NIP : 131 754 148

Penulis, Windy Hermawan Mitrakusuma NIP : 131 965 828

Menyetujui, Ketua Jurusan / Program Studi Markus, ST., MT NIP : 131 862 728

Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi ii

KATA PENGANTAR PENULIS

Alhamdulillah, puji syukur pada Yang Mahakuasa, pada akhirnya materi Bahan Ajar ini dapat saya rampungkan juga. Semenjak saya mengajar mata kuliah ini, sembilan belas tahun lalu, sampai saat ini masih juga saya dipercaya untuk menyampaikannya pada mahasiswa tingkat 1 di Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara – Politeknik Negeri Bandung. Mata kuliah ini telah beberapa kali mengalami pergantian nama mulai dari Refrigerasi 1, Dasar Refrigerasi, Refrigerasi Kompresi Uap dan sekarang Refrigerasi Dasar. Isinya masih berkisar tentang sistem refrigerasi kompresi uap.

Rasanya baru kemarin saya mulai menyusun materi ini berdasarkan silabus yang diberikan. Sebagai arahannya, maka perlu dibuat Satuan Acara Perkuliahan (SAP), sehingga rencana perkuliahan selama satu semeseter dapat dicapai. Penyusunan materi inipun, dimulai dari catatan-catatan kecil yang menjadi bahan mengajar. Kemudian ketika itu overhead projector (OHP) menjadi alat yang memudahkan dalam penyampaian materi, saya pun mulai beralih menggunakan OHP. Demikian juga ketika komputer dan proyektornya menjadi sebuah alat yang bisa digunakan, saya pun mulai mempelajari power point sebagai alat presentasi dan mengajar. Memang kemudahan untuk mengajar saat ini sangat ditunjang oleh kemajuan teknologi. Dengan mengajar menggunakan media seperti ini, standarisasi dalam mengajar dapat dicapai karena pola mengajar dapat disamakan, apalagi bila harus mengajar kelas paralel. Dengan ketersediaan e-book, menyiapkan materi berbasi komputer ini menjadi sangat mudah, saya mendapatkan banyak bahan dari e-book dan juga scanner. Semoga mereka-mereka yang saya cuplik karyanya meridhai langkah saya ini. Sayapun merasa yakin, masih banyak kekurangan di sana sini, saran dan komentar akan sangat saya hargai.

Bahan Ajar ini merupakan bahan presentasi kuliah Dasar Refrigerasi, yang dikemas sedemikian hingga dapat digunakan dan dipelajari layaknya suatu bahan ajar. Memang dalam beberapa hal Bahan Ajar ini tidak memenuhi standar yang ditentukan oleh pemrakarsa Bahan Ajar (yaitu Pembantu Direktur I), walaupun demikian diharapkan Buku ini dapat menjadi bahan bagi siswa dalam mengikuti perkuliahan. Selain untuk memudahkan pelaksanaan perkuliahan, juga dapat dipakai sebagai bahan bacaan dalam mempersiapkan diri sebelum perkuliahan dimulai.

Terimakasih pada semua fihak yang telah membantu dalam penyiapan materi ini. Khususnya pak Apip Badarudin yang secara moril telah selalu mendorong saya untuk membukukan materi kuliah ini. Terimakasih saya ucapkan pada pak Arda Rahardja, yang selalu saya pancing untuk diskusi. Terimakasih juga untuk pak Triaji pangripto, pak Tandi dan rekan sejawat lainnya, yang banyak memberikan gambaran teknis tentang sistem refrigerasi kompresi uap.

Bandung, Akhir September 2009 Windy Hermawan Mitrakusuma

Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi iii

KATA PENGANTAR JURUSAN

Ada beberapa faktor dalam penyelenggaran pendidikan agar didapat lulusan yang menguasai ilmu atau keterampilan yang diajarkan sesuai dengan kompetensi yang diharapkan. Pertama adalah kurikulum yang baik, kemudian fasilitas penunjang yang baik, penyelenggaraan Kegiatan Belajar Mengajar (KBM) yang baik, serta lingkungan akademik yang menunjang. Salah satu fasilitas penunjang KBM yang dapat disiapkan adalah adanya Bahan Ajar, yang mana akan sangat membantu dalam proses penyampaian ilmu pengetahuan atau keterampilan. Untuk itu, kami perlu bersyukur, karena Politeknik Negeri Bandung, dapat memberikan bantuan dari sumber dana DIPA, untuk kegiatan pembuatan Bahan Ajar ini. Untuk tahun anggaran 2009, Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara mendapat kuota sebanyak 4 judul Bahan Ajar. Kesempatan ini telah dimanfaatkan oleh beberapa pengajar yaitu :

1. Ade Suryatman Margana, Amd., ST. Pengajar mata kuliah Teknik Kerja Bangku dan Pemipaan (KBRA1053)

2. Ir. Arda Rahardja L, M.Eng. Pengajar mata kuliah Troubleshooting Sistem Refrigerasi dan Tata Udara (KBRA3013)

3. Muhammad Anda Falahuddin, ST., MT. Pengajar mata kuliah Kelistrikan RHVAC (KKRA1092)

4. Ir. Windy Hermawan M, MT. Pengajar mata kuliah Dasar Refrigerasi (KKRA1083) Dengan ini, kami mengucapkan terimakasih kepada pengajar yang telah memanfaatkan kesempatan ini. Dengan demikian, maka Bahan Ajar yang ada di Jurusan Teknik Refigerasi semakin bertambah. Mudah-mudahan dapat dimanfaatkan oleh mahasiswa dan juga siapa saja yang ingin mempelajarinya. Semoga dengan kegiatan ini, akan mendorong bagi staf pengajar lainnya untuk juga menulis dan menyiapkan Bahan Ajar bagi mata kuliah-mata kuliah lainnya. Semoga kegiatan ini menjadi bermanfaat bagi kita semua.

Bandung, September 2009 Ketua Jurusan Markus, ST., MT. NIP : 131 862 728

Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi iv

DAFTAR ISI

Halaman LEMBAR PENGESAHAN i KATA PENGANTAR PENULIS ii KATA PENGANTAR JURUSAN iii DAFTAR ISI iv DESKRIPSI MATA KULIAH x PETUNJUK PENGGUNAAN xi BAB I Pendahuluan 1 Sistem Refrigerasi 2 Sejarah Sistem Refrigerasi 3 Sistem-sistem Refrigerasi 4 Aplikasi sistem Refrigerasi 4 Definisi Dasar Besaran dan satuan Massa 11 Pengukuran Besaran Penting dalam Sistem Termal 18 Tekanan 19 Temperatur 22 Pengukuran Kelembaban Udara 24 Diagram Psikrometrik 25 Tabel Konversi Satuan 26 BAB II Review Termodinamika dan Perpindahan Panas 28 Review Termodinamika 29 Sifat/tingkat keadaan 29 Hukum Termodinamika 31 Perubahan fasa air (padat-gas) 34 Proses dalam termodinamika 34 Proses Volume konstan 35 Proses Tekanan konstan 35 Proses Adiabatik 36 Proses Temperatur konstan 36 Proses Politropik 37 Proses pada aliran fluida 38 Diagram Moiller 39 Review Perpindahan Panas 41 Termodinamika vs Perpan 41 Konduksi Kalor 42

Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi v

DAFTAR ISI

Konduksi pada dinding datar 43 Dinding komposit seri-paralel 47 Tahanan termal bentuk silinder 48 Konveksi Kalor 51 Konveksi Bebas 52 Konveksi Paksa 52 Radiasi Kalor 55 Resume modus perpindahan Panas 57 BAB III Siklus Refrigerasi Kompresi Uap 58 Mesin Kalor Siklus Carnot 60 Refrigerasi Carnot 61 Kinerja Siklus Refrigerasi Carnot 61 Prestasi/Kinerja Mesin Pendingin dan Pompa Kalor 62 Siklus Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana 64 Proses di Evaporator 66 Proses di Kompresor 66 Proses di Kondensor 67 Proses di Alat Ekspansi 67 Siklus pada diagram P-h 68 Contoh aplikasi Sistem Refrigerasi 69 H. Kekekalan Energi pada siklus 71 Kompresor 71 Proses kompresi tidak isentropik 72 Kondensor 72 Ekspansi 73 Evaporator 73 Kinerja sistem 74 Kalau EER itu apa ? 75 Typical COP 76 Efek Sub Cooled 81 Efek Super Heated 82 Penurunan Temperatur Evaporasi 83 Kenaikan Temperatur Kondensasi 83 Penggunaan Liquid to Suction Heat Exchanger (LSHX) 84 Siklus Refrigerasi Sebenarnya 85 Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Multi Stage (bertingkat) 86 Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Cascade 88 CoolPack 89

Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi vi

DAFTAR ISI

BAB IV KOMPRESOR 92 Fungsi Kompresor 93 Jenis Kompresor 93 Kompresor Torak (Reciprocating) 94 Sistem Silinder dan Piston 94 Katup Suction dan Discharge 95 Kompresor Putar (Rotary) 95 Kompresor Sekrup (Screw) 96 Kompresor Sentrifugal (Centrifugal) 97 Kompresor Skrol (Scroll) 98 Perbandingan Jenis Kompresor 99 Kompresor Hermetik (Fully Welded Compresor) 100 Kompresor Semi Hermetik (Semi Hermetic) 101 Kompresor Open Type 102 Pengaturan Putaran 103 Katup Servis pada Kompresor 103 Proses Kompresi (Torak) 105 Efisiensi Volumetrik 105 Piston Displacement Kompresor Rotary 107 Sistem Pelumasan Kompresor 107 BAB V EVAPORATOR 110 Fungsi Evaporator 111 Jenis Evaporator 111 Evaporator Berdasarkan Konstruksinya 112 Penggunaan Evaporator 113 Finned Evaporator (evaporator bersirip) 113 Kapasitas Evaporator 115 Koefisien Kalor Menyeluruh U 116 LMTD pada evaporator 116 Evaporator Konveksi Alami 120 Evaporator Konveksi Paksa 120 Evaporator Temperature Difference 121 Pemilihan Evaporator 123 Finned-Tube Evaporator 123 Shell-and-Tube Evaporator 125 Shell and Coil Evaporator 126 Flooded Evaporator 126

Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi vii

DAFTAR ISI

BAB VI KONDENSOR 131 Fungsi Kondensor 132 Jumlah Kalor Dilepas di Kondensor (Heat Rejection) 132 Heat Rejection Factor 133 Jenis Kondensor 136 Air Cooled Condensor (Kondensor Berpendingin

Udara) 137

Beda temperatur di kondensor 138 Condensing Unit 141 Water Cooled Condenser 142 Pengotoran pada Kondensor 143 Jenis Water Cooled Condenser 144 Kondesor Pipa Ganda 144 Kondesor Shell and Tube 145 Kondesor Shell and Coil 146 Cooling Tower 147 Air hilang di Menara pendingin 148 Kinerja Menara Pendingin 149 Jenis Cooling Tower 150 Kapasitas Cooling Tower 150 Evaporative Condenser 151 BAB VII ALAT EKSPANSI 153 Fungsi Alat Ekspansi 154 Prinsip Kerja Alat Ekspansi 154 Pipa Kapiler 155 Manual Valve 158 Automatic Expansion Valve 159 Thermostatic Expansion Valve (TXV) 159 TXV – Internal / External Equalizer 162 Tips Pemasangan Sensing Bulb TXV 163 Electronic Expansion Valve (EEV) 165 Low Side – Floating Valve 166 High Side – Floating Valve 167 BAB VIII REFRIGERAN 169 Fungsi Refrigeran 170 Normal Boiling Point (NBP) 171 Karakteristik Refrigeran 171 Penamaan Refrigeran 172

Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi viii

DAFTAR ISI

Refrigeran Campuran 175 Syarat Refrigeran (ideal) 176 Kode Warna Refrigeran 177 Pertimbangan memilih Refrigeran 178 Perbandingan Refrigeran 179 Refrigeran Sekunder 180 Sistem Langsung & Tak Langsung 180 Sistem refrigerasi tak langsung 181 Perbandingan Refrigeran sekunder 182 Titik beku Refrigeran sekunder 183 Refrigeran dan Lingkungan 184 Lapisan Ozon di Atmosfir Bumi 185 Ozon Depletion Potential (ODP) 188 Global Warming Potential (GWP) 190 Pengganti Refrigeran 194 Beralih ke Hidrokarbon 195 Perbandingan Kinerja 197 BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI 199 Sistem Pemipaan Refrigeran 200 Bahan Pemipaan 200 Sambungan (fitting) 201 Pengerjaan Pipa untuk Flare 201 Kecepatan Refrigeran (rekomendasi) 203 Ukuran Pipa 203 Langkah-Langkah Instalasi Sistem 204 Petunjuk Pemasangan Pipa Refrigeran 204 Pemeriksaan Kebocoran 207 Manifold Gauge 211 Pompa Vakum dan pemvakuman 212 Pengisian Refrigeran 214 Pengisian fasa gas 215 Pengisian fasa cair 216 BAB X KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI 218 Komponen Pendukung 219 Alat kontrol : 219 Liquid Receiver dan Accumulator 220

Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi ix

DAFTAR ISI

Liquid to Suction Heat Exchanger (penukar kalor liquid -

suction) 220

Filter Drier 221 Sight Glass 222 Solenoid Valve 222 Evaporator Pressure Regulator 223 Crankcase Pressure Regulator 223 Condensing Pressure Regulator 224 Oil Separator 224 Check Valve 225 Service Valve 225 Strainer 226 Starting Relay 226 Defrost Timer 227 Thermostat 227 Pressurestat 229 Pressurestat (LP / HP) 230 Pressure Stat (HLP) 230 Differential Pressure Control 231 Safety Relief Valve 231 Four-Way Valve 232 Contoh Instalasi sistem refrigerasi 232 Contoh Sistem & Kelistrikannya 234 Sistem Kontrol 3 Evaporator 234 DAFTAR PUSTAKA 236 LAMPIRAN Diagram Psikrometrik, Diagram P-h Garis Besar Program Pengajaran (GBPP) Satuan Acara Pengajaran (SAP)

Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi x

DESKRIPSI MATA KULIAH

1.1 Identitas Mata Kuliah Judul Mata Kuliah : Dasar Refrigerasi Semester / Tingkat : 2 / 1 Prasyarat : Termodinamika Jumlah Jam/Minggu : 4 jam/minggu 1.2 Ringkasan Topik/Silabus : Mata Kuliah ini membahas mengenai pengertian sistem refrigerasi; cara kerja

sistem refrigerasi kompresi uap; jenis dan fungsi serta pemilihan : komponen-komponen utama sistem refrigerasi kompresi uap, komponen-komponen tambahan; pemilihan refrigeran, pemipaan sistem refrigerasi, efek yang terjadi dengan berbagai perubahan kondisi kerja, Pelumas kompresor, komponen kontrol sistem refrigerasi dan contoh-contoh aplikasi sistem kontrol refrigerasi.

1.3 Kompetensi Yang ditunjang : 1. Mengoperasikan Peralatan Sistem Refrigerasi (Kompetensi 1.1)

2. Melakukan Perawatan, Perbaikan dan Troubleshooting Sistem Refrigerasi (Kompetensi No. 2.1)

3. Menginstalasi Mekanik Refrigerasi Dan Tata Udara (Kompetensi No. 3.1) 4. Menginstalasi Refrigerasi (Kompetensi No. 3.2) 5. Memilih Komponen Sistem Refrigerasi Dan Tata Udara (Kompetensi No. 5.4)

1.4 Tujuan Pembelajaran Umum Setelah mengikuti mata kuliah ini, mahasiswa mampu menjelaskan dan

mengidentifikasi komponen sistem refrigerasi dan menjelaskan cara kerja dari sistem refrigerasi kompresi uap.

1.5 Tujuan Pembelajaran Khusus 1. Mahasiswa mampu menjelaskan cara kerja sistem refrigerasi dan

menggambarkan sistem pada diagram P-h. 2. Mahasiswa mampu menentukan langkah penginstalasian dan pengerjaan

pemipaan sistem refrigerasi kompresi uap. 3. Dalam situasi praktik, mahasiswa dapat mengidentifikasi komponen dan

menjelaskan kerja dari sistem refrigerasi kompresi uap.

Panduan Kuliah Dasar Reffrigerasi xi

PETUNJUK PENGGUNAAN

1. Pedoman Mahasiswa

Bahan Ajar ini merupakan materi kuliah, yang dapat dipakai saat Pengajar menyampaikan materi perkuliahan. Dalam beberapa bab, terdapat tugas yang harus dikerjakan dan kemudian dikumpulkan. Materi ini dapat dilengkapi dengan catatn-catatan kecil (bila diperlukan) pada lembar/bagian yang kososng.

2. Pedoman Pengajar

Pengajar agar menyampaikan materi sesuai dengan SAP yang telah ditentukan. Materi sudah dibuatkan dalam bentuk Modul Presentasi, dan beberapa disajikan dalam bentuk animasi, sehingga diharapkan siswa dapat lebih mudah memahami materi yang dijelaskan.

Penggunaan Ilustrasi dalam Bahan Ajar Terdapat beberapa ilustrasi dalam Bahan Ajar Dasar Refrigerasi ini, yang diperoleh dari beberapa buku dan situs internet. Beberapa sumber buku ataupun URL internet tidak sempat penulis catat. Oleh karenanya penggunaan ilustrasi dalam Bahan Ajar ini diperkenankan dengan menyebutkan sumber buku atau URL-nya. Bila tidak ditemukan, akan lebih baik bila ilustrasi-ilustrasi tersebut, TIDAK disebutkan dari penulis. Beberapa ilustrasi merupakan buatan dari penulis sendiri, oleh karenanya semua ilustrasi tersebut dapat dipergunakan sebagaimana mestinya, sesui dengan etika yang berlaku.

BAB I PENDAHULUAN

Panduan Kuliah Dasar Refrigerasi 1

1

BAB I

Pendahuluan

2WHM

Materi : PendahuluanJenis Sistem RefrigerasiContoh Aplikasi sistem RefrigerasiPengertian refrigerasi,Jenis sistem refrigerasi menurut metoda (Refrigerasi Mekanik dan non mekanik),Jenis sistem refrigerasi menurut aplikasinya (Refrigerasi domestik, transportasi, komersial, dan tata udara (industri/kenyamanan)Review Sistem SatuanPengukuran Besaran Penting Dalam Sistem Refrigerasi : Tekanan dan Temperatur

BAB I PENDAHULUAN


3WHM

Sistem Refrigerasi

Refrigerasi merupakan suatu proses penarikanpanas/kalor dari suatu benda/ruangan sehinggatemperatur benda/ruangan tersebut lebih rendahdari temperatur lingkungannya.

Refrigerasi akan selalu berhubungan proses-prosesaliran dan perpindahan panas.Dibutuhkan dasar pengetahuan Perpindahan Panasdan termodinamika.

4WHM

Dingin ????

Adalah suatu keadaan yang mana temperatur suatu bendalebih rendah dari temperaturlingkungannya.Bila terdapat beda temperaturakan terjadi perpindahan energi(kalor)

BAB I PENDAHULUAN


5WHM

Bagaimana Supaya Bisa Dingin ?

Menghembuskan udara ataumenyiramkan air hanya

menghasilkan perasaan “dingin”, tapi tak membekukan.

Untuk mendapatkan dingin, kitaharus berada pada lingkungan atau

dekat dengan benda yang lebihrendah temperaturnya.

6WHM

Sejarah Sistem RefrigerasiPenggunaan es untuk mendapatkan efek pendinginan.Pada abad XVIII, F. Turdor mengirimkan ratusan ribu ton es, -melalui kapal-, yang didapat darisungai-sungai dan danau-danau di Inggris, ke Hindia Barat, Amerika Selatan, Persia, India.Tahun 1790, di Inggris, Thomas Harris dan John Long menemukan mesin refrigerasi pertama.Tahun 1834, di Inggris, Jacob Perkins menemukan mesin refrigerasi kompresi uap dengan fluidapendinginnya adalah ether.Tahun 1860, di Australia Dr. James Harrison mengembangkan mesin pendingin untuk pembuatanbir dengan menggunakan refrigeran Ether-belerang.Tahun 1824, Michael Faraday menenukan prinsip sistem absorbsi.Awal tahun 1890-an teknik refrigerasi sudah mulai berkembang.Tahun 1905, Gardner T. Voorhees, menenukan kompresor efek ganda.Thun 1910, Mesin refrigerasi domestik mulai muncul. Sejak tahun ini, Kompresor rotari, kompresor dua tingkat dan kompresor tiga tingkat mulai dikenal. Tahun 1913, JM Larsen memproduksi lemari es manual.Tahun 1918, Kelvinator memporduksi lemari es otomatis yang pertama di pasaran Amerika.Tahun 1928, Unit refrigerasi otomatis "Hermetik" yang pertama diperkenalkan oleh GETahun 1927 Electrolux, yang membuat unit refrigerasi absorbsi otomatis.Tahun 1930-an, sistem tata udara kendaraan bermotor mulai berkembang.Tahun 1941, Ferdinand Carre dari Perancis memperkenalkan pertama kali mesin absorbsi yang digerakkan oleh pemanas yang terdiri dari evaporator, generator, kondensor, absorber daripompa.

BAB I PENDAHULUAN


7WHM

Sistem-sistem Refrigerasi

Sistem refrigerasimekanik; dimana akanditemui adanya mesin-mesin penggerak/dan alatmekanik lain :

Refrigerasi sistemkompresi uapRefrigerasi siklus udaraKriogenik/refrigerasitemperatur ultra-rendahRefrigerasi siklus sterling.

Sistem refrigerasi non mekanik, dimana tanpamenggunakan mesin-mesin penggerak/dan alatmekanik lain.

Refrigerasi thermoelektrikRefrigerasi absorbsiRefrigerasi steam jetRefrigerasi magneticHeat pipe.Termoakustik

8WHM

Aplikasi Sistem Refrigerasi (1)

Air-conditioning Provides human comfort for people in their own homes and in the workplace; affects the population distribution.

Artificial Ice Recreation ice skating is provided all over the country, even inareas of warm climate.

Brewing Industry Enables breweries to make uniform products all year round.

Florists Enables people to send fresh flowers all year round.

BAB I PENDAHULUAN


9WHM

Aplikasi Sistem Refrigerasi (2)Hospitality Businesses Used by movie theaters, hotels, beauty salons, and restaurants to attract

customers to their air-conditioned facilities.

Meat-Packing Industry

Permits year-round production; improved meat quality.

Medicine Enables the transplantation of tissues and organs.

Metalworking Industry

Aids in the production of cutlery and tools.

Morgue Enables the preservation of human bodies.

Railway Car Enables the distribution of products on large-scale basis; created regional produce specialization; changed American diets.

Textile Industry Used in mercerizing, bleaching, and dyeing.

WWI Defense Application

Refrigerated machines kept ammunition below the temperature at which high explosives became unstable.

10WHM

Aplikasi sistem Refrigerasi

1. Refrigerasi domestik2. Refrigerasi komersil3. Refrigerasi industri4. Refrigerasi transportasi5. Tata udara industri dan tata udara

kenyamanan.

BAB I PENDAHULUAN


11WHM

Freezer

12WHM

Sistem Refrigerasi Domestik

BAB I PENDAHULUAN


13WHM

Sistem Refrigerasi Komersial (1)

14WHM


BAB I PENDAHULUAN


15WHM


16WHM

Sistem Refrigerasi Komersial (3)Display CabinetsDisplay Cabinets

VT/ATVT/AT

• Tropicalized (40 oC, 70% RH)

• Non CFC & Hydrocarbon Refrigerant

• Thermometer & Optional

• Unilever Worldwide Standard, 8 yrs lifetime

• -20 – (-28) oC

• Tropicalized (40 oC, 70% RH)

• Non CFC & Hydrocarbon Refrigerant

• Thermometer & Optional

• Unilever Worldwide Standard, 8 yrs lifetime

• -20 – (-28) oC

UprightUpright

Island TypeIsland Type

Special TypeSpecial Type

BAB I PENDAHULUAN


17WHM

Sistem Refrigerasi Transportasi (1)

18WHM

Sistem Refrigerasi Transportasi (2)

BAB I PENDAHULUAN


19WHM

Sistem Refrigerasi Industri (1)

20WHM

Sistem Tata Udara (1)

BAB I PENDAHULUAN


21

Definisi DasarBesaran dan satuan

Diambil dari internet : karya Christina Kellerhttp://www.usd.edu/phys/keller.cfm

22WHM

Massa

Besaran kuantitatif dari benda yang menyatakan kelembaman (resistance to being accelerated)inertiaSatuan

kilogramLb (pound)onscarat

Besaran Pokok (Fundamental Quantity)

BAB I PENDAHULUAN


23WHM

Length

Jarak antara dua titikextension in spaceunits

meterfootmilefathoms

Besaran pokok (Fundamental Quantity)

24WHM

Time

dimension of universe which determines sequence of eventsunits

secondsdaysmonthsyears

fundamental unit

BAB I PENDAHULUAN


25WHM

Velocity

how fast an object is moving and in what direction (vector)

meters/second (m/s)miles per hour (mph)

derived quantity

26WHM

Acceleration

rate of change of the velocity of an objectchange in speed change in directionchange in both

Unitsm/s2

BAB I PENDAHULUAN


27WHM

Momentum

product of mass and velocitylight object moving fast can have same momentum as heavy object moving slowlyunits

kg-m/s

28WHM

Force

influence that causes a body to accelerateF = ma

vector quantityUnits

Newtonspounds

BAB I PENDAHULUAN


29WHM

Pressure

Force per unit areaUnits

Newtons per square meter (N/m2)Pascaltorr

30WHM

Kinetic Energy

Energy associated with the movement of an objectK = ½ mv2

UnitsJoules (kg-m2/s2)

BAB I PENDAHULUAN


31WHM

Potential Energy

energy associated with the arrangement of a system of particles that exert a force on each other.Types

Gravitational ElasticElectric

32WHM

Electrical Charge

inherent physical property of subatomic particles

protons (positive) and electrons (negative)not continuous value

UnitsCoulombs

BAB I PENDAHULUAN


33WHM

Electrical Current

Transfer of charge per unit timeI = ∆q/∆tUnits

Ampere or amp (A)Fundamental quantity

Unit of charge is derived quantityCoulomb

34WHM

Temperature

Measure of the internal energy of an objectdetermines the direction of heat flow when objects are placed in thermal contact

BAB I PENDAHULUAN


35WHM

Fundamental QuantitiesMass

kilogrammass of an international prototype in the form of a platinum-iridium cylinder kept at Sevres in France

Lengthmeterdistance light travels, in a vacuum, in 1/299792458th of a second.

Timesecondslength of time taken for 9192631770 periods of vibration of the cesium-133

TemperatureKelvin

CurrentAmperecurrent which produces a specified force between two parallel wires which are 1 meter apart in a vacuum

Amountmole6.02 x 1023 of anything

Luminous Intensitycandelaintensity of a source of light of a specified frequency, which gives a specified amount of power in a given direction

36

Pengukuran BesaranPenting dalam SistemTermalTekananTemperatur

BAB I PENDAHULUAN


37WHM

Umum :

Tekanan (P) =Force (F)Area (A)

Dimensi / satuan :

1 Pascal (Pa) =1 Newton (N)

1 m² (A)

A = 1 m2

1 N

105 Pa = 1 bar

1 MPa = 10 bar

1 in H2O (4oC) = 249,082 Pa

1 mm Hg (0oC) = 133,332 Pa

1 Atm = 101,325 kPa

1 Atm = 1,01325 bar

1 psi = 6894,76 Pa

Konversi Satuan Tekanan

Tekanan (1)

38WHM

Tekanan (2)

Tekanan Atmosfir

( )5,2559-5102,25577-1101,325 Zp ⋅⋅⋅=

[m]laut permukaan dari ketinggian z[kPa] atmosferiktekanan

==p

BAB I PENDAHULUAN


39WHM

Tekanan (3)

0 absolut

Patm= 0 gauge

1 Atm = 76 cmHg

= 101,3 kPa

Pvakum

PgaugePabsolut

P

Low Pressure Gauge

atmgaugeabsolut PPP +=

40WHM

Tekanan (4) : Manifold Gauge

Ke Low Pressure Side / Suction

Compresor

Ke High Pressure Side / Discharge

Compresor

Ke Vacuum Pump atau

Tabung Refrigeran

BAB I PENDAHULUAN


41WHM

Prinsip manometer U

Pengukuran tekanandapat dilakukandengan mengamatikesetimbangan gayayang bekerja padasuatu pipa U (manometer U).P=ρgh

42WHM

Prinsip Kerja Pressure Gauge (1)

Jenis Bourdon gauge

BAB I PENDAHULUAN


43WHM

Prinsip Kerja Pressure Gauge (2)

44WHM

Ukuran yang menyatakan potensi perpindahan panas.

Air Mendidih pada 1 Atm

Es membeku pada 1 Atm

Nol Mutlak

Celcius Kelvin Fahrenheit Rankine

100 o

0 o

212 o

32 o

373

273

0 0

492

672

Temperatur (1)

BAB I PENDAHULUAN


45WHM

Ukuran yang menyatakan potensi perpindahan panas.

Celcius Kelvin

Fahrenheit

273+= CelciusKelvin tT

Celcius

3259

+= CelciusFahrenheit ttCelcius

( )3295

−= FahrenheitCelcius tt

Fahrenheit Rankin

460+= FahrenheitRankine tT

Temperatur (2)

46WHM

Latihan

Tentukan :25 oC = …. oF89 oF = …. oC95 oF = …. oC6 oC = …. oF110 oC = …. oF45 oC = …. oF

Jawab :

25 oC = 9/5(25)+32 = 77 oF

89 oF = 5/9(89-32) = 31,7 oC

95 oF = 5/9(95-32) = 35 oC

6 oC = 9/5(6)+32 = 42,8 oF

110 oC = 9/5(110)+32 = 230 oF

45 oC = 9/5(45)+32 = 113 oF

BAB I PENDAHULUAN


47WHM

Pengukuran Kelembaban Udara

Dengan sederhana dapat dilakukan denganmenggunakan 2 (dua) termometer.

AliranAliranudaraudara

airair

termometertermometer

kasakasa

AliranAliranudaraudara

termometertermometer

Pengukuran Temperatur bola kering(dry bulb Temperatur = Tdb) danTemperatur bola basah (wet bulb Temperatur = Twb)

Tdb Twb

48WHM

Sling Psikrometer

Berfungsi untuk mengukur kelembaban udara denganmengukur temperatur tabung basah dan temperaturtabung kering.Pengukuran dilakukan dengan memutar sehinggakecepatannya 2-3 m/s (400-600 fpm)

Tdb

Twb

BAB I PENDAHULUAN


49WHM

Diagram Psikrometrik

Tdp

Entalpi

% RH

Tdb

Twb

Rasio Kelembaban

50WHM

Contoh Perhitungan (soal)

ContohSuatu tempat diukur temperatur tabung basah dan tabungkeringnya, dan didapatkan :Tdb = 30 oC = 86 FTwb = 25 oC = 77 F

Tentukan Kelembaban udara pada tempat tersebut

BAB I PENDAHULUAN


51WHM

Contoh Perhitungan (jawab)

86

77

RH = 67 %

Tdp = 73 oC

52WHM

Tabel Konversi SatuanBesaran Dari Ke Dikalikan dengan

Panjang inch (in.) meter (m) 0,0254foot (ft) meter (m) 0,3048

Luas ft2 m2 0,0929in2 cm2 6,4516

Volume ft3 m3 0,0283galon (US) L 3,785

Debit volume ft3/min (cfm) m3/s 0,000472gpm L/s 0,06309

Massa lb kg 0,45359Debit massa lb/min g/s 7,55987Volume Spesifik ft3/lb m3/kg 0,062428Rapat massa lb/ft3 kg/m3 16,0185Kecepatan ft/s m/s 0,00508

mph m/s 0,44704Tekanan mH2O (pd 4oC) Pa 9806,65

bar Pa 1000001 atm Pa 101325

Gaya lb N 4,44822Kerja/Energi ft.lb J 1,355818

Btu J 1055,06Daya Btu/h J/s (Watt) 0,293067

hp W 745,6999Ton.Ref (TR) W 3516,8

BAB I PENDAHULUAN


53WHM

Bacaan lebih lanjut

Dossat Roy J. Principles of Refrigeration 2nd Ed. John Wiley & Son. Chapter 1Arora CP. Refrigeration And Air Conditioning (in SI Unit). Tata McGraw-Hill. Chapter 1

BAB II REVIEW TERMODINAMIKA DAN PERPINDAHAN PANAS


1

BAB II

Review Termodinamika danPerpindahan Panas

2WHM

Materi : Review Termodinamika dan Perpindahan Panas

Sifat / tingkat keadaan fluidEnergi, entalpi, daya, kerja, debit.Proses-Proses dalam TermodinamikaDiagram p-H, modus-modus perpindahan panas (konduksi, konveksi, dan radiasi)



3WHM

Termodinamika dan energiTermodinamika : Ilmu tentang energiEnergy : kemampuan untuk melakukanperubahan

Classical Thermodynamic (macroscopic)

Statistical Thermodynamics

(microscopic)

Fluid Mechanics

Heat Transfer

4WHM

Sifat/tingkatSifat/tingkat keadaankeadaan

MassaTemperaturTekananDensitas (rapat massa)

Sifat / tingkat keadaan adalahkarakterisitik atau dari sistem yang dinyatakan dengan angka-angka.



5WHM

SifatSifat ExtensiveExtensiveSifat Extensive adalah sifat yang dapatdihitung berdasarkan jumlah atau besarnya(kuantitatif) dari keseluruhan sistem.

Sifat ini bergantung pada ukuran dari sistem.Biasanya dinyatakan dengan huruf besar.

Contoh : Volume, Mass, Berat

6WHM

SifatSifat IntensiveIntensiveIntensive adalah sifat yang tidakbergantung pada ukuran (massaatau volume) dari sistem.Biasa dilambangkan dengan hurufkecil.

Contoh : Densitas, Temperatur



7WHM

SifatSifatmVTPρ

m/2 m/2V/2 V/2T TP Pρ ρ

Sifat Extensive

Sifat Intensive

Sifat Ekstensif per satuan unit massa (atau dgn volume)akan menjadi sifat intensif

Vm

volumemass

mV

massvolumev

==

==

ρ ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

mkg

kg

m

3

3

Specific volume

densitas

8WHM

Hukum Termodinamika

Hukum 0 Termodinamika : panas mengalirdari temperatur tinggi ke temperaturrendah

Hukum I Termodinamika : Energi tidakdapat diciptakan atau dimusnahkan



9WHM

Hk. 0 Termodinamika

Laju PerpindahanPanas bergantungpada beda temperatur

10WHM

Sistem dalam termodinamika

Sistem Tertutup

Q

W

Lapisan batas/ Boundary

Sistem Terbuka

Q

W

Fluida kerjamasuk

Fluida kerjakeluar

Lapisan batasvolume atur /

boundary



11WHM

Hk. I Termodinamika

Kesetaraan Energidalam bentuk panasdan kerja.

dQ dW= ∫∫

Dalam sistem tertutup berlaku pula :

δ δQ dU W= +

Q W U U− = −1 2

W pdV= ∫

Setelah diitegrasi

Dalam sistem tertutup berlaku pula :

12WHM

Percobaan JouleTemperatur air dalambejana naik akibat suduberputar saat bebanturun.Konstanta kesetaraanenergi (Proportionality constant) :4.186 J/g- ºC



13WHM

Perubahan fasa air (padat-gas)

14WHM

Proses dalam termodinamika

Proses Volume KonstanProses Tekanan KonstanProses Temperatur KonstanProses AdiabatikProses Politropik



15WHM

Proses Volume konstanKarena selama proses volumenya konstan, maka tidak ada kerjadilakukan (W=0)

12 UUQ −=

Energi hanya digunakan untuk mengubah energi dalam saja.

Q W U U− = −1 2

Karena W = 0, maka :

16WHM

Proses Tekanan konstan

Q W U U− = −1 2

( )W pdV p V V= = −∫ 2 1

( )Q U U p V V H H= − + − = −2 1 2 1 2 1

Kerja yang dilakukan merupakan integrasi tekanan terhadapperubahan volume, sehingga

dan karena

Energi akan sama dengan perubahan entalpi dari sistem.

maka



17WHM

Proses Adiabatik

Q W U U− = −1 2

Proses adiabatik adalah proses dimana pada sistem tidak terjadipertukaran kalor (tidak ada kalor yang masuk maupun keluar). Q = 0

12 UUW −=

Kerja dilakukan adalah hasil dari perubahan energi dalam.

18WHM

Proses Temperatur konstanKalor yang diberikan/diterima akan dipengaruhi dengan perubahanentropi dan temperatur, demkikian juga dengan kerja yang dilakukan.

( )Q Tds T S S= = −∫ 2 1

( ) ( )W T S S U U= − − −2 1 2 1



19WHM

Proses Politropik

pv RT= pV mRT=

Proses ini berlaku untuk semua gas yang memenuhi persamaan gas ideal

atau

Akan berlaku pula : Konstan=npV

(volume konstan)isokhorik∞

(entropi konstan)isentropikk

(temperatur konstan)isotermal1

(tekanan konstan)isobarik0

Prosesn

Tabel 2-1 Proses dengan berbagai indeks politropikW pdV= =∫ ∫1

2

1

2

Konstanta dVVn

( )n

TTmRn

VPVPW−−

=−−

=11

12112221

20WHM

Persamaan proses non aliran reversibel untukfluida yang memenuhi persamaan gas ideal

Proses Hukum dasar Kerja dilakukan w pdv= ∫

Kalor ditambahkan ( )Q u u W Tds= − + = ∫2 1

Perubahan entropi

s s dqT rev

2 1− = ⎛⎝⎜

⎞⎠⎟∫

Volume konstan PT= Konstan 0 ( )c T Tv 2 1− c T

Tv ln 2

1

Tekanan konstan vT= Konstan

( )p v v2 1− atau ( )R T R2 1−

( )c T Tp 2 1− c TTp ln 2

1

Adiabatik

pv Cγ = =Konstan

dimana γ =cc

p

v

atau

TT

pp

vv

2

1

2

1

1

2

1

1

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟ =

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

−−

γγ

γ

0 0

Politropik

pv Cn = =Konstan atau

TT

pp

vv

nn

n

2

1

2

1

1

2

1

1

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟ =

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

−−

( )R T Tn

2 1

1−−

( )c Rn

T Tv + −⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

−1 2 1

c TT

R vvv ln ln2

1

2

1

+

atau

1

2

1

2 lnlnvv

Rpp

cv +

Isotermal pv = konstan RT vv

. ln 2

1

( )T s s2 1− −R pp

ln 2

1

Disalin dari [arora]



21WHM

Proses pada aliran fluida

SistemTerbuka

z1 z2

m•

, v1, p1u1, T1

C1m•

, v2, p2u2, T2

C2

W•

Q•

grs. acuan

( ) ( )[ ]Q W m u pv C gz u pv C gz• • •

− = + + + − + + +2 212 2

22 1 1

12 1

21

Dalam keadaan mantap (steady)

( ) ( ) ( )[ ]Q W m h h C C g z z• • •

− = − + − + −2 112 2

212

2 1

22WHM

Fenomena alam yang menarik

Temperatur saturasifluida (titik didih) akan

turun bila tekananyang dialaminya turun.

(Demikian jugasebaliknya)



23WHM

Diagram Moiller

Adalah diagram yang menyatakan sifat-sifatrefrigeran/fluida.Jenis : bisa P-v atau T-s atau P-h, dll.Di lingkup Refrigerasi, penggambaran dananalisis sistem lebih banyak menggunakandiagram P-h Untuk menentukan keadaan suatu fluida padadiagram P-h, diperlukan 2 sifat/parameter.

24WHM

P konstan

T konstan

h konstan

x konstan

v atau ρkonstan

s konstan

Subcooled(Cair)

Superheated(Uap)

Mixture(Campuran cair-gas)



25WHM

Latihan :

Tentukan sifat-sifat refrigeran (h, s, P, T, ρ) pada diagram P-h R-22 kondisi berikut :

Temperatur 25 oC, tekanan 5 Bar abs.Temperatur -2 oC, fasa uap dengan volume spesifik 0.15 m3/kg.Entalpi 300 kJ/kg dan tekanannya 8 bar.

Tentukan fasa refrigeran pada saattekanan 6 bar gauge dan temperatur 25 oC

26WHM



27

BAB II

Review Perpindahan Panas

28WHM

Termodinamika vs PerpanTermodinamika (Thermodynamics)

Mempelajari tentang effek dari penambahan atau pengurangankalor (energi) dari/ke suatu sistem. Mengamati / melihat awal dan akhir dari suatu proses saja.

Perpindahan Kalor (Heat Transfer) Mempelajari bagaimana perpindahan kalor (energi) dapat terjadipada suatu sistem.Melihat bagaimana proses energi berpindah

Ketika dua sistem berada pada beda beda temperatur, makaakan terjadi pertukaran kalor (energi).

Panas/kalor/energi mengalir dari temperatur tinggi ke temperaturrendah (Hukum 0 Termodinamika)Laju aliran panas/kalor/energi sebanding dengan beda temperatur



29WHM

Bagaimana Energi Berpindah

30WHM

KONDUKSI Kalor

Laju aliran konduksi kalor sebandingdengan luas bidang perpindahan kalordan gradien suhu.

Konduktivitas termal, k : merupakankonstanta kesetaraan, yang merupakankarakteristik termal dari meterial/benda.

qA

Tx

∝∂∂

q kA Tx

= −∂∂



31WHM

Konduksi pada dinding datar

q kA Tx

= −∂∂

∫∫ −=2

1

2

1

TkAxq ∂∂

Jika persamaan diintegrasi, diperoleh

( ) ( )211212 TTx

kATTx

kAqq −∆

=−∆

−==

T1

T2

x1 x2

L

12q( )2112 TT

LkA

dxdTkAq −=−=

32WHM

Tahanan Termal (Thermal Resistance)

xT

Hot air Cold air

T1

T2 T3T4

L

q1 q2 q3

h1

kh2

ETerkumpul = EMasuk - EKeluar + EDibangkitkan

Maka diperoleh : q1 = q2 =q3



33WHM

( )21111 TTAhq −=

( )L

TTkAq 2322

−−=

( )43323 TTAhq −=

2111

1 TTAh

q−=

322

2 TTkA

Lq−=

4332

3 TTAh

q−=+

4132

3

2

2

11

1 TTAh

qkA

LqAh

q−=++

4121

11 TTAhkA

LAh

q −=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++

Karena : q1 = q2 =q3 =q dan A1 = A2 =A3 =A didapatkan

34WHM

Penyelesaian untuk qAhkA

LAh

TTq

21

41

11 ++

−=

Hal ini analog dengan sistem tahanan listrik yang dipasang serial

∑=

=

∆=

+++∆

= ni

ii

n R

VRRR

VI

1

21 ...

Hot air Cold air

T1

T2 T3T4

L

qR2 R3

h1

kh2

R1



35WHM

Jadi AhR

11

1=

kALR =2

, danAh

R2

31

=

Sehingga∑=

=

∆=

++

−= 3

121

41

11 i

iiR

T

AhkAL

Ah

TTq

∑=

∆=

1iiR

Tq

Bentuk umum untuk koordinat Kartesian

Laju aliran perpindahan kalor

Tahanan termal konduksi

Tahanan termal konveksihA

R 1=

kALR =

36WHM

Dinding komposit dipasang seri

Hot air

Cold air

T1

T2

T5T6

LA

qR2 R3

h1

h2

R1 R5R4

T4

T3

LB LC

A B C

kA kB kC



37WHM

Maka AhR

11

1=

AkLRA

A=2,

Sehingga∑=

=

∆=

++++

−= 5

121

61

11 i

ii

C

C

B

B

A

A R

T

AhAkL

AkL

AkL

Ah

TTq

,Ak

LRB

B=3

AhR

25

1=

AkLRC

C=4,

dan

38WHM

Koefisien Perpindahan Panas Menyeluruh(Overall Heat Transfer Coefficient)

Kita dapat mendefinisikan Koefisien Perpindahan PanasMenyeluruh (overall heat transfer coefficient) sebagai :

ARU

Total

1=

Yang menhasilkan suatu bentuk yang analogi dengan hukum Newton :

TUAq ∆=



39WHM

Dinding komposit seri-paralel

q T2

T1

LA

RE

RF

LF = LG LH

E

F

H

kE

kF

kG

GkH

RG

RH

A1

A2

A3

40WHM

SehinggaTotal

H

H

G

G

F

FE

E

RT

RT

AkL

LAk

LAkAk

L

TTq ∆=

∆=

+

⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

++

−=

∑

1321

21

1

Jadi1Ak

LRE

EE = , , and

2AkLRF

FF =

3AkLRG

GG =

1AkLRH

HH =

Rangkaian ekivalen

Yang mana213

111RRR

+= jadi

21

3 111

RR

R+

=

R1

R2

=R3



41WHM

Tahanan termal bentuk silinder

Misal diketahui temperatur sisi bagian dalamsuatu silinder adalah Ti dan sisi luarnya To. Diasumsikan bahwa :

Konduktivitas termal conductivity k konstanKeadaan mantap (Steady-state)Tidak ada sumber kalorL jauh lebih besar dari roPerpindahan hanya terjadi dalam arah radial.

Maka, kita dapat menuliskan persamaan :untuk menentukan perpindahan panas padasilinder, jadi :

ro

ri

Ti

To

L

( )TkAq ∇−=vv

drdTrLk

drdTkAqr π2−=−= rrii

rroo

rr

drdr

QQ

42WHM

Dengan memisahkan variabel, kita dapatkan :

LdTkdrrqr π2−= ∫∫ −=

o

i

o

i

T

T

r

r

r LdTkdrrq π2

( ) ( )( ) ( )oiior TTLkrrq −=− π2lnln

( )

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

=

i

o

oir

rr

TTLkqln

2 π

( )

LkrrTT

RTq

i

o

oir

π2

ln ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

=∆

=Lk

rr

R i

o

π2

ln ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

=



43WHM

r2r1

r3

r4

qr

R2 R3R1 R5R4

T∞,1

T1T2

T3T4 T∞,4

AB

C

Untuk silinder dengan beberapa lapisan ko-sentris

Lkrr

RCπ2

ln3

4

4

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

=

LrhR

111 2

1π

=

Lkrr

RAπ2

ln1

2

2

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

=

Lkrr

RBπ2

ln2

3

3

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

=

LrhR

415 2

1π

=

44WHM

LrhLkrr

Lkrr

Lkrr

Lrh

TTq

BBA

r

44

3

4

2

3

1

2

11

4,1,

21

2

ln

2

ln

2

ln

21

πππππ+

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

+

−= ∞∞

( )4,1,4,1,

∞∞∞∞ −=

−=

∑TTUA

RTT

qr

44

1

3

41

2

31

1

21

1

1

lnlnln11

rhr

rr

kr

rr

kr

rr

kr

h

U

BBA

+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=

Jadi dengan A1 yang didefinisikan sebagai : LrA 11 2π=



45WHM

Hal yang sama untuk A2 yang besarnya : LrA 22 2π=

44

2

3

42

2

32

1

22

11

22

lnlnln

1

rhr

rr

kr

rr

kr

rr

kr

rhr

U

BBA

+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=

Dan ( ) 144332211

−∑==== RAUAUAUAU

46WHM

Solusi terhadap persamaan perpindahan panas untuk satu dimensi, keadaan tunak dan tidak ada pembangkitan kalor

Tahanan Termal(Thermal resistance)

Laju aliran Kalor(Heat rate)

Fluks Kalor(Heat flux)

Distribusitemperatur(Temperature distribution)

Pers. energi(Heat equation)

Dinding silinderBidang Datar

02

2

=dx

Td

LxTTs ∆−1,

LTk ∆

LTkA∆

kAL

01=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

drdTr

drd

r

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛

∆−

2

1

22,

ln

ln

rr

rr

TTs

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛∆

1

2ln2

rrTkLπ

kLr

r

π2

ln1

2 ⎟⎠⎞⎜

⎝⎛

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛∆

1

2ln rrr

Tk



47WHM

KONVEKSI Kalor

Media/benda yang menghantarkan kalorjuga turut berpindahumumnya terjadi dari benda padat kefluida (baik cair maupun gas)

48WHM

KONVEKSI KalorMedia/benda yang menghantarkan kalor juga turut berpindahumumnya terjadi dari benda padat ke fluida (baik cair maupun gas)Persoalan utama adalah menentukan nilai h (koef. Konveksi)

δtδ

wT

UT ,∞

y

)( yT

Lapisan batas kecepatan(velocity boundarylayer edge)

Lapisan batas termal(thermal boundarylayer edge)

( )q hA T Tw= − ∞



49WHM

Konveksi Bebas

Tentukan geometri dan kasus.Tentukan sifat fluida pada temperatur yang tepatTentukan bilangan Grashof (Gr) atau Rayleigh(Ra)Hitung Bilangan Nusselt (Nu), dan Nu = f(Gr,Pr)Tentukan nilai hHitung Fluks kalor atau laju aliran kalor.

50WHM

Konveksi Paksa

Tentukan geometri dan kasus.Tentukan sifat fluida pada temperaturyang tepatTentukan bilangan Reynolds (Re)Hitung Bilangan Nusselt (Nu); Nu = f(Re).Tentukan nilai hHitung Fluks kalor atau laju aliran kalor.



51WHM

Sumber : A HEAT TRANSFER TEXTBOOK THIRD EDITION, John H. Lienhard IV / John H. Lienhard V

52WHM

Table 9 Forced-Convection Correlations

Sumber : Hand book of ASHRAE 2005 : Fundamentals (SI) Chapter 3 : Heat Transfer



53WHM

Table 9 Forced-Convection Correlations


54WHM

Table 10 Natural Convection Correlations




55WHM

Table 10 Natural Convection Correlations


56WHM

Radiasi Kalor

Merupakan emisi energi, yang disebut sebagaidaya emisi (emissive power)Besarnya sebanding dengan pangkat empat daritemperatur absolutnya.Benda hitam ideal (black body) disebut jugaideal radiator, daya emisi dinyatakan denganpersamaan Stefan-Boltzman :

E Tb = σ4

σ = 5,669 x 10-8 W/m2K4



57WHM

Radiasi benda nyata

E E Tb= =ε εσ 4

Q A T1 1 1 14= ε σ Q A T2 2 2 2

4= ε σ

( ) ( )Q A F T T A F T T= − = −1 12 14

24

2 21 24

14

Radiasi dari benda nyata dinyatakan sebagai :

Besarnya energi yang dipindahkan dari benda 1 dan 2, masing-masing

Radiasi juga dipengaruhi oleh bentuk/geometri antara benda 1 dan 2

ε = emisitivitas benda

58WHM

Sum

ber:

A H

EAT

TRA

NSF

ER T

EXTB

OO

K TH

IRD

EDIT

ION

, Joh

n H.

Lie

nhar

dIV

/ Jo

hn H

. Lie

nhar

dV



59WHM

Resume modus perpindahanPanas

Per-Pan

- Radiasi

- Konveksi

- Konduksi Geometri

WaktuMantap

Bentuk (Datar, Silinder, Bola)

Koordinat (Kartesian, Silinder, Bola)

TransienPaksa

BebasKasus

Geometri Sederhana : datar, silinder, bola

Kompleks : rangkuman tabung

60WHM

Bacaan Lebih Lanjut dan TugasPelajari :

1. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning, Tata Mc GrawHill, bab 2.

2. RJ Dossat, Principles of Refrigeration, John Willey & Son, bab2-3.

3. JP Holman, Perpindahan Kalor, terjemahan E. Jasjfi, Erlangga.

4. FP Incropera & DP De Witt, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, John Willey & Son.

5. Hand book of ASHRAE 2005 : Fundamentals (SI) Chapter 3 : Heat Transfer

6. John H. Lienhard IV / John H. Lienhard V, A Heat Transfer Textbook, 3rd Edition, 2002

BAB III SIKLUS REFRIGERASI KOMPRESI UAP


1

BAB III

Siklus Refrigerasi KompresiUap

2

Materi : Siklus Refrigerasi Kompresi uap

Konsep perubahan fasa fluida dan tekanan/ temperatur jenuh.Siklus carnnot, siklus refrigerasi (reverse carnot), Mesin kalor, mesin refrigerasi .Proses evaporasi, kondensasi, ekspansi dan kompresi.Perhitungasn kinerja sistem (efek refrigerasi, kerja kompresi, heat rejection, COP)Pengaruh-pengaruh perubahan parameter thd kinerja sistem (Perubahan tekanan/ temperatur kerja, dll)Efek-efek drop tekanan pada saluran pipa, suction/discharge kompresor, dan gambaran siklus sebenarnya



3

Masih Ingat ???Hukum Termodinamika

Hukum 0 Termodinamika : panas mengalirdari temperatur tinggi ke temperaturrendah

Hukum I Termodinamika : Energi tidakdapat diciptakan atau dimusnahkan

4

Hk. 0 Termodinamika

Laju PerpindahanPanas bergantungpada beda temperatur



5

Energi dilepaskan dari reservoir panas sebesarQ1, pada saat yang sama kerja dilakukansebesar W, sisa panas dibuang ke resevoirdingin sebesar Q2.Maka didapat efisiensi Mesin Carnot (η) :

Reservoir Panas

T1

Reservoir Dingin T2

W

Q1

Q2

Mesin Kalor Siklus Carnot

WQQ =− 21

diberikan yangKalor dilakukan yang Kerja

=η

1

2

1

21

1

1QQ

QQQ

QW

−=−

==η

6

Pernyataan Kelvin-Plank tentang hukum termodinamika II : Tidaklah mungkin membuat suatu mesin yang bekerjadalam suatu siklus dengan hanya reservoir tunggal

Mesin Kalor Siklus Carnot ?Pernyataan Kelvin-Plank

Reservoir Panas

T1

W

Q1



7

Kebalikan Mesin Kalor Carnot = Mesin Refrigerasi Carnot

Lingkungan

Benda Dingin To

W

Qk

Qo

Tk

R

Energi diserap dari benda dingin (temperaturTo) sebesar Qo, dengan menggunakan mesinrefrigerasi Carnot, untuk itu dibutuhkan kerjasebesar W, kemudian kalor dilepaskan kelingkungan “panas” (temperatur Tk) sebesarQk.Ukuran kinerja Mesin Refrigerasi Carnotdinyatakan sebagai COP (Coefficient of Performance), yang didefinisikan sebagai :

WQCOP o==

dilakukan yang Kerjatkan termanfaayang Energi

8

Kinerja Siklus Refrigerasi CarnotTidak ada siklus yang mempunyai COP lebih besar dari COP siklusRefrigerasi Carnot pada Temperatur kerja yang sama. (Tk, To), sehingga untuk proses dengan temperatur konstan diperoleh :

dQ = TdsKarena

Maka :

Buktikan !!!!

WQCOP o=

T k

T o

32

4 1

Q o

W

s5 6

ok

o

TTTCOP−

=Proses 1-2 : Kompresi isentropik, s1=s2Proses 2-3 : Pembuangan kalor pada isotermal, T2 = T3Proses 3-4 : Ekspansi isentropik, s3=s4Proses 4-1 : Penyerapan kalor secara isotermal, T4 = T1



9

Perbedaan Mesin, Pompa Kalordan Mesin Refrigerasi

Ruang yangdipanaskan

Ruang yangdidinginkan

Sumber kalor

Lingkungan, Ta To<Ta

To<Tr

WR

WH

Tk>Th

T2>Ta

WE

T1

Tk>Ta

R

H

E

10

Prestasi/Kinerja Mesin Pendingindan Pompa Kalor

kerja sebagaidigunakan yang energitkan termanfaaEnergi COP =

Definisi Coefficient Of Performance (COP) :

ok

ooR QQ

QWQ

COP−

==

Maka prestasi/kinerja mesin Pendingin (COP)

ok

kkH QQ

QWQ

PFCOP−

===

Maka prestasi/kinerja mesin Pompa Kalor (Performance Factor, PF)



11

Bagaimana Siklus nyatanya ?

12

Masih ingat ??Fenomena alam yang menarik

Temperatur saturasifluida (titik didih) akan

turun bila tekananyang dialaminya turun.

(Demikian jugasebaliknya)



13

Siklus Refrigerasi Kompresi UapSederhana

12Evaporator

Qe

Refrigeran Cair Refrigeran Uap

P/T

Te

Te < T kabin

14


12Evaporator

Qe


P/T

Te

Te < T kabin

34

Condenser

QcP/T

Refrigeran UapRefrigeran Cair Tk

Tk > T Lingkungan



15

Compressor

W


12Evaporator

Qe


P/T

Te

Te < T kabin

34

Condenser

QcP/T


Tk > T Lingkungan

16

Compressor

W


12Evaporator

Qe


P/T

Te

Te < T kabin

34

Condenser

QcP/T


Tk > T Lingkungan

1

Throttling Device1



17

Proses di Evaporator

A B

pres

sure

pres

sure

enthalpyenthalpy

evaporatorevaporator

18

Proses di Kompresor

A

C

compressorcompressor

pres

sure

pres

sure

enthalpyenthalpy

evaporatorevaporator B



19

Proses di Kondensor

A

condensercondenserpr

essu

repr

essu

re

enthalpyenthalpy


C


D

20

Proses di Alat Ekspansi

expansionexpansiondevicedevice

A

D condensercondenser

pres

sure

pres

sure

enthalpyenthalpy


C




21

Siklus pada diagram P-hAsumsi :• Refrigeran keluar kondensor

adalah cair jenuh,• Refrigeran keluar Evaporator

berfasa uap jenuh.• Proses ekspansi secara

isentalpi• Kompresi secara isentropi

22

Siklus pada Diagram P-h dan T-s



23

qin = evaporasi = Kalor diserap

condensation = Kalor dilepas

T↓P↓

T↑P↑

Temperatur akan turun

Temperatur akan naik

qout

qout = qint + qcomp

Contoh aplikasi Sistem Refrigerasi

24

Sistem AC Split

Suction Line

“Liquid Line”

Outdoor Unitatau

Condensing Unit

Indoor Unit atau

Cooling Unit



25

Condenser

Evaporator

Prime Mover• Motor• Engine• Steam Turbin• Gas Turbin

Throttling Device• Capillary Tube• Orifice• TXV• Level Con. V.• Hand Ex.V

Compressor• Scroll• Reciprocating• Screw• Rotary• Centrifugal

• Air Cooled Coil• Shell and Tube HX (Liquid Chiller)• Special Configuration for specific Processes

• Air Cooled• Water Cooled• Evaporative

Liquid line

Suction line

Discharge line

High Press. Side

Low Press. Side

Sistem Pendingin

26

Perhatikan sekali lagi siklus !!

Bagaimana dengan kinerja sistem ???



27

H. Kekekalan Energi pada siklus

Compressor

W

12Evaporator

Qe

Refrigeran Cair Refrigeran UapTe

34

Condenser

Qc


1

Throttling Device1

CompressorCompressor

W

12Evaporator

Qe

Refrigeran Cair Refrigeran UapTe

34

Condenser

Qc

Condenser

Qc


1

Throttling Device11

Throttling DeviceThrottling Device1

WQQ ek +=

Energi yang keluar sistem = energi yang masuk sistem

28

Kompresor

qw = besarnya kerja kompresi yang dilakukan (kJ/kg)h1 = entalpi refrigeran saat masuk kompresor (kJ/kg)h2 = entalpi refrigeran saat keluar kompresor (kJ/kg)

= laju aliran refrigeran pada sistem. (kg/s)

( )12 hhmqmW w −==••

12 hhqw −=

•

m

Kerja spesifik dilakukan kompresor

Kerja dilakukan kompresor

s

dcc P

PrR ==

Rasio kompresi,Perbandingan tekananDischarge terhadap tekanansuction.

11 υ•

= mV

Laju aliran volume refrigeranyang mengalir di suction kompresor :



29

Proses kompresi tidak isentropik

Proses isentropik pada kompresor hanya idealisasi, nyatanya tidak isentropik.Kenyataannya entropi refrigeran di discharge lebih besar (tidak mungkin lebihkecil) dari entropi refrigeran di suction kompresor (pada proses isentropi).Perbedaan ini dinyatakan dengan efisiensi isentropik yang didefinisikansebagai : Perbandingan energi kompresi pada proses isentropi terhadapenergi kompresi sebenarnya.

( )( ) loss

akt

isis

Whhm

hhmWW

+−

−== •

•

1'2

12η

H(entalpi)

P(Tekanan)

Pevaporasi

3

4 1

2’2

Wloss= Energi yang hilang di kompresor dalambentuk panas, dalam beberapa kasus, Wlossdianggap NOL

( )( )1'2

12

hhhh

is −−

=η

30

Kondensor

qc = besarnya panas dilepas di kondensor (kJ/kg)h2 = entalpi refrigeran saat masuk kondensor (kJ/kg)h3 = entalpi refrigeran saat keluar kondensor (kJ/kg)

( )32 hhmqmQ kk −==••

32 hhqk −=

32 hhqk −=Kalor dilepas di kondensor persatuan massa refrigeran :

Kalor total dilepas di kondensor, (heat rejection)



31

EkspansiProses ekspansi terjadi secara adiabatik, artinya tidak ada energi yang keluar maupun masuk. Sehingga ekspansi terjadi pada entalpi konstanatau disebut isentalpi.

43 hh =campuran massa

refigeran uap massa uap Kualitas =fg

gg mm

mx

+=

44

44

fg

gg mm

mx

+=

fg

fg hh

hhx

−

−= 4

4f

fg hh

hhx

−

−=

1

44

Kualitas uap atau fraksi uap didefinisikan sebagai :

Maka fraksi uap di titik 4 didapat :

Karena : ( )fggf hhxhh −+= 44

Maka fraksi uap dapat ditentukan :

32

Evaporator

Qe = kalor yang diserap di evaporator (kW)qe = efek pendinginan (efek refrigerasi) (kJ/kg)h1 = harga entalpi ke luar evaporator (kJ/kg)h4 = harga entalpi masuk evaporator (kJ/kg)

( )41 hhmqmQ ee −==••

q h he = −1 4

Kalor total diserap di evaporator, (Kapasitas pendinginan) :

Kalor diserap persatuan massa refrigeran :



33

Kinerja sistem


( )( )

( )( )12

41

12

41

hhhh

hhmqm

hhmqmWQ

COPw

ee

−−

=−=

−=== ••

••

COP untuk sistem refrigerasi adalah :

COP untuk sistem heat pump disebt juga Performance Factor (PF) adalah :

( )( )

( )( )12

43

12

43

hhhh

hhmqm

hhmqmWQPF

w

kk

−−

=−=

−=== ••

••

34

Kinerja sistem

Ukuran kinerja yang lain adalah efisiensi refrigerasi yang didefinisikan sebagai perbandingan COP aktual terhadapCOP siklus Carnot pada temperatur kerja yang sama.

Carnot

aktualR COP

COP=η



35

Kalau EER itu apa ?ARI (STANDARD 1200 : Performance Rating Of Commercial Refrigerated Display Merchandisers And Storage Cabinets, hal. 1 ) :A ratio of the cooling capacity in Btu/h to the power input values in watts at any given set of Rating Conditions expressed in Btu/(W·h).

ASHRAE (2008 HVAC Systems and Equipment Chapter 49 hal 49.2) :Efficiency is capacity in watts divided by input in watts. For room air conditioners, it may be called energy efficiency ratio (EER) or coefficient of performance (COP). To convert EER to COP, multiply EER × 0.2931.

Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/SEER) :which is the ratio of output cooling in Btu/Hr and the input power in watts W at a given operating point and also to the coefficient of performance (COP) commonly used in thermodynamics .

36

Kesimpulan :

COP = EER × 0.2931

COP : Unitless [W/W]EER : Btu/h.W

EER = COP × 3.413



37

Untuk Siklus Sederhana


( )( )

( )( )12

41

12

41

hhhh

hhmqm

hhmqmWQ

COPw

ee

−−

=−=

−=== ••

••

COP untuk sistem refrigerasi adalah :

38

Typical COP



39

Kinerja sistem

Ukuran kinerja yang lain adalah efisiensi refrigerasi yang didefinisikan sebagai perbandingan COP aktual terhadapCOP siklus Carnot pada temperatur kerja yang sama.

Carnot

aktualR COP

COP=η

40

Ingat : COP Carnot !!COP Carnot adalah COP teoritik,COP Carnot adalah COP maksimum yang dapat diperoleh padatemperatur kerja yang sama dengan sistem refrigerasi sebenarnya.

)()()(

1

1

ek

e

ek

eeCarnot TT

TTTs

TsWQCOP

−=

−==

Tk

Te

32

4 1

Qe

W

s5 6



41

Contoh 1Diketahui suatu sistem refrigerasi dengan temperaturevaporasi -5 oC dan temperatur kondensasi sebesar 45 oC. Tentukanlah kinerja (COP) maksimum yang mungkindicapai oleh sistem tersebut.

Jawab :

36,5268318

268,, =

−=

−===

ok

ooCRCarnotR TT

TWQ

COPCOP

COP maksimum yang dapat dicapai oleh suatu mesin pendingin adalahCOP Carnot, yaitu :

Jadi COP maksimumnya adalah 5,36

42

Contoh 2

Jika suatu sistem refrigerasi dengan menggunakanrefrigeran R-12, bekerja pada temperatur penguapan(evaporasi) sebesar -10 oC, dan temperaturpengembunan 45 oC. Bila jumlah kalor yang harusdiserap di evaporator sebesar 3,5 kW, tentukanlah

a) Gambar dari sistem dan besaran entalpi pada diagram P-h.b) Laju aliran refrigeran yang bersirkulasi dalam sistem.c) Laju aliran volume refrigeran saat masuk kompresor.d) Panas dibuang di kondensore) COP dan Efisiensi refrigerasi dari sistemf) Rasio kompresi dari kompresor



43

Jawab (soal no 2)

45 oC

-10 oC

ν1 = 0,076659 m3/kg

h2 = 375,545 kJ/kg

h1 = 347.141 kJ/kgh3 = h4 = 243,652 kJ/kg

Ps =2,191 bar

Pk =10,843 bar

1

23

4

44

Jawab (soal no 2)

b) Laju aliran massa = 0,0338 kg/s c) Laju aliran volume refrigeran di suction

kompresor adalah 2,5926 L/s d) Panas yang dibuang di kondensor adalah

4,461 kJ per detik (4,461 kW)e) COP-nya adalah 3,64 dan efisiensi

refrigerasinya 76,15%f) rasio kompresi sebesar 4,949



45

Tugas (PR)

Kumpulkan minggu depan.Soal-soal Dossat Bab 6 dan 7, soal no : 6-1, 6-2, 6-3 dan 7-1.Ditulis tangan pada kertas A4. (tidakdikerjakan dengan Coolpack)

46

Bacaan lebih lanjut :

Dossat Roy J. Principles of Refrigeration 2nd Ed. John Wiley & Son. Chapter 6-7-8Arora CP. Refrigeration And Air Conditioning 2nd Ed. McGraw-Hill. Chapter 2-3



47

Efek Sub Cooled

Pembuangan kalor di kondensor yang berlanjut, menyebabkan refrigeran setelah mengembunberlanjut dengan penurunan temperatur. Hal inidisebut Subcooled.Subcooled menyebabkan efek refrigerasi yang lebih besar.Subcooled dapat terjadi karena antara lain lingkungan kondensor yang menjadi dingin(adanya hujan misalnya),

48

Subcooled di kondensor

1

23

4

Temperatur kabin

Temperatur Lingkungan

4a

3a

qe1qe2

we1

we2

P

h

Subcooled



49

Efek Super Heated

Penarikan kalor yang berlebihan di evaporator atausepanjang pipa menuju suction kompresor, menyebabkan refrigeran setelah menguap, kemudianberlanjut dengan kenaikan temperatur. Hal ini disebutSuper heated.Superheated refrigeran yang masuk kompresor lebihpanas, akibatnya kompresor bekerja lebih panas.Superheated dapat terjadi karena antara lain : beban dievaporator yang berlebih, sistem kekurangan refrigeranatau pipa menuju suction tidak diisolasi.

50

Superheated di evaporator

1

23

4

Temperatur kabin


1a

2a

qe1qe2

we1we2

P

h

Superheated



51

Penurunan Temperatur Evaporasi

1

23

4Temperatur kabin 1


Temperatur kabin 21b4bqe1

qe2

we1

we2

Hal ini akan berakibat :1. Efek pendinginan turun2. Kerja kompresor meningkat3. Kinerja (COP) mesin turun

Penurunan temperatur evaporasi dapat terjadikarena :1. Setting temperatur kabin yang lebih dingin2. Kekurangan refrigeran3. Terjadi penyumbatan di liquid line

P

h

2b

52

Kenaikan Temperatur Kondensasi

1

23

4

Temperatur kabin

Temperatur Lingkungan 1

Temperatur Lingkungan 2

2a3a

qe1qe2

we1

we2

Hal ini akan berakibat :1. Efek pendinginan turun2. Kerja kompresor meningkat3. Kinerja (COP) mesin turun

Kenaikan temperatur kondensasi dapatterjadi karena :1. Lingkungan kondensor yang lebih panas2. Kondensor kotor3. Pedinginan kondensor tidak jalan4. Terjadi penyumbatan di liquid line

P

h



53

Kerugian :Uap refrigeran masuk kompresorlebih “panas”, sehingga kompresorjadi lebih panas

Penggunaan Liquid to Suction Heat Exchanger (LSHX)

Qe

Qc

W

Keuntungan sistem ini :Meningkatkan efek refrigerasiFasa cair masuk alat ekspansiFasa uap masuk suction kompresor

54

Penggunaan LSHX

6

2’3

5Temperatur kabin


1

2

qe w

P

hKondisi Keluaran

Evaporator

4

Kondisi KeluaranKondensor

(h3-h4) = ε (h1-h6)

ε = efektifitas HX

( )( )12

56

hhhh

wq

wm

qmWQCOP eee

−−

==== •

•



55

Siklus Refrigerasi Sebenarnya

Adanya “ketidak idealan” pada mesinsebenarnya menyebabkan penggambaran siklusrefigerasi sebenarnya pada diagram P-h berbeda dengan siklus refigerasi sederhanaHal tersebut disebabkan karena antara lain :

Rugi-rugi gesek disepanjang pipaGesekan piston/silinder di kompresorAdanya katup-katup di suction dan discharge

56

Siklus refrigerasi sebenarnya

pres

sure

pres

sure

enthalpyenthalpy

1d 1c

1a1b

1

2c 2a

2b

2

3a3b

3

4

1d-1c : Superheat di evaporator1c-1b : Rugi kalor di suction line1b-1a : Drop tekanan di suction line1a-1 : Drop tekanan krn katup suction1 – 2 : Kompresi politropik ≠ isentropik2 – 2a : Drop tekanan di discharge valve2a-2b : drop tekanan di discharge line2b-2c : Rugi kalor di superheating di

discharge line2c-3 : Drop tekanan di kondensor3-3a : Subcooling di kondensor atau di

subcooler3a-3b : Pelepasan kalor di liquid line3b-4 : penurunan tekanan tidak

adiabatik4– 1d : Drop tekanan di evaporator.



57

Siklus refrigerasi sebenarnya

58

Sistem Refrigerasi Kompresi UapMulti Stage (bertingkat), 2 tingkat

intercooler

sdi PPP =Tekanan di Intercooler didisain sebesar :

Mixing point



59

Intercooler

Di titik Pencampuran (Mixing Point)

Pencampuran

Di Inter coler terjadi 2 (dua) kali ekspansi.

60

Kinerja sistem Multi Stage (2 tingkat)

Kalor diserap di evaporator

Kerja kompresor

Coefficient of Performance

Laju aliran refrigeran

Dimana



61

Sistem Refrigerasi Kompresi UapMulti Stage (bertingkat), tingkat

62

Sistem Refrigerasi Kompresi UapCascade



63

CoolPack

Adalah suatu perangkat lunak, yang dapatdigunakanuntuk menganalisis suatu siklusrefrigerasi kompresi uap.Software bersifat bebas (Freeware), dandapat didownload di website http://www.et.web.mek.dtu.dk/Coolpack/UK/download.html

64



65

Contoh :Diketahui Sistem Refrigerasi denganrefrigeran R134a bertekanan kerja : Ps = 0,5 bar dan Pd = 9 barBila kapasitas pendinginan 1,5 kW, tentukan

prestasi dari sistem, kalor dilepaskan dikondensor, kerja kompresor dan laju aliran massarefrigeran dalam sistem

Catatan :Tekanan terukur biasanya berupa tekanan gauge.

66



67

Hasil perhitungan (dgn coolpack)Temperatur evaporasi [°C] = -17.17Temperatur kondensasi [°C] = 39.39

Dari Gambar diperoleh : h1 = 387,0 kJ/kgh2 = 426,3 kJ/kgh3 = h4 = 255.3 kJ/kg

Dihitungqe [kJ/kg] = 131.749qc [kJ/kg] = 171.058w [kJ/kg] = 39.309COP [-] = 3.35Pressure ratio [-] = 6.667

Dengan kapasitas pendinginan Qe = 1.500 kW, makaKalor dilepaskan di Kondensor, Qc = 1.948 kW,Kerja dilakukan kompresor, W = 0.448 kWLaju aliran sirkulasi masa refrigeran dalam sistem m = 0.01138525 kg/s

68

Bacaan lebih lanjut :

Dossat Roy J. Principles of Refrigeration 2nd Ed. John Wiley & Son. Chapter 6-7-8Arora CP. Refrigeration And Air Conditioning 2nd Ed. McGraw-Hill. Chapter 2-3

BAB IV KOMPRESOR


1

BAB IV

KOMPRESOR

2

Materi : Kompresor

Fungsi, Jenis dan konstruksi.Penentuan volume langkah piston (piston displacement)Penentuan efisiensi volumetrik pada kompresorPenentuan kerja yang dibutuhkan pada kompresorPengaturan putaran kompresor jenis opentypePelumasan pada kompresor

BAB IV KOMPRESOR


3

Fungsi Kompresor

merupakan “jantung” / komponen utama darisistem refrigerasi kompresi uap.

berfungsi menekan refrigeran hingga terjadikenaikan tekanan di kondensor

berfungsi mensirkulasikan refrigeran dalamsistem

4

Jenis Kompresor (1)

Berdasarkan Cara kerja kompresiKompresor torak (Reciprocating)Kompresor putar (Rotary)Kompresor heliks atau sekrup (helix or screw)Kompresor skrol (Scroll)Kompresor sentrifugal (centrifugal).

BAB IV KOMPRESOR


5

Kompresor Torak (Reciprocating)

A. Piston

B. Silinder

C. Poros

D. Puli

E. Katup(suction/discharge)

F. Silinder Head

G. Batang Penghubung

A

B

C

D

E F

G

6

Sistem Silinder dan Piston

BAB IV KOMPRESOR


7

Katup Suction dan Discharge

A. Reed Valve, Spring-ClosedB. Poppet ValveC. Reed Valve

8

Kompresor Putar (Rotary)

BAB IV KOMPRESOR


9

Kompresor RotaryKeuntungan kompresor rotary :

pemakaian daya listrik lebih hematbentuknya kompak, kecil dan sederhanatekanannya ratasuaranya tenang, getarannya kecil.

Kerugian kompresor rotary :jika terjadi kerusakan, sukar diperbaikipembuatannya lebih sukarharganya lebih mahal

Kompresor rotary ada dua macam :bilah/daun pisau tetap (stationary blade atau roller type)bilah/daun pisau berputar (rotary blade atau vane type).

10

Kompresor Sekrup (Screw)

12

3 4

BAB IV KOMPRESOR


11

Kompresor Screw

Keuntungan Kompresor Sekrup :Suaranya tenang, getarannya sedangBentuknya kompakBersifat fleksibelKuat/tahan lamaDapat diandalkan

Kerugian :Pembuatannya sulitHarganya mahalHanya untuk kapasitas besar

12

Kompresor Sentrifugal (Centrifugal)

BAB IV KOMPRESOR


13

Kompresor Sentrifugal

Keuntungan :Mempunyai efisiensi yang tinggi pada range kondisibeban yang lebar.Mempunyai desakan volumetrik yang tinggi per satuan ukuran/kapasitas.

Kerugian :Mempunyai karakteristik head-capacity yang rataHanya untuk kapasitas-kapasitas yang besar.

14

Kompresor Skrol (Scroll)

BAB IV KOMPRESOR


15

Kompresor Scroll

KeuntunganKomponen yang digunakan sedikit

KerugianHanya untuk kapasitas kecil

16

Perbandingan Jenis Kompresor

MediumBesarKecilKom. Kecil

Ind. SedangMediumBesar

KecilMediumAplikasi

0.5-0.7--0.8-0.90.8-0.9KW/TR

SedikitSedikitSedikitSedikitBanyakJumlahKomponen

InletvanesinverterInverter-

Sliding valuesteplessinverter

On off cyl unloaderstep control

CapasityControl

0.875-10%>Recip0.870.67-0.820.75-0.83CompressorEfisiensy

R-123R-134aR-717R-11R-12

R-22

R-22R-134aR-717R-12

R-22R-134aR-717R-12HC

R-22R-134a

R-12HC

REFRIGERANT

100-1800Sampai 60Komersial <4Industrial < 15050-1500<200CAPASITY

TR

Non PositiveDisplacement

PositiveDisplacement




CompresionProcess

CENTRIFUGALSCROLLROTARYSCREWRECIPROCATING

BAB IV KOMPRESOR


17

Jenis Kompresor (2)

Berdasarkan dudukan / konstruksi

terhadap penggeraknya

Hermetic

Semi hermetic

Open : belt drive dan direct drive.

18

Kompresor Hermetik(Fully Welded Compresor) - 1

Screw – Hermetic Compressor

BAB IV KOMPRESOR


19

Kompresor Hermetik(Fully Welded Compresor) - 2

Reciprocating – Hermetic Scroll – Hermetic Rotary – Hermetic

20

Kompresor Semi Hermetik(Semi Hermetic) - 1

Screw – Semi Hermetic Compressor

BAB IV KOMPRESOR


21

Kompresor Semi Hermetik(Semi Hermetic) - 2

Reciprocating – Semi Hermetic Compressor

22

Kompresor Open Type

Reciprocating – Open Type Compressor

BAB IV KOMPRESOR


23

Pengaturan PutaranKompresor Open Type

Puli KompresorPuli Motor

RPM K RPM MDK DM

24

Katup Servis pada Kompresor

Berfungsi untuk :Mengeluarkan refrigeran / udara pada saatpemvakumanMemasukkan Nitrogen saat mengecekkebocoranMengisi refrigeran saat akan digunakan

BAB IV KOMPRESOR


25

Katup Servis Kompresor (1)

26

Katup Servis Kompresor (2)

BAB IV KOMPRESOR


27

Proses Kompresi (Torak)VAC = VC – VA = volume langkah

= PD = Piston Displacement

nNLDPD ⋅⋅⋅⋅= 2

4π

VBC = VC – VB = volume hisap

N = Frekuensi Putaran Kompresorn = Jumlah silinder pd kompresor

PDV

VVC A

AC

A ==

Faktor Clearence C adalah

28

Efisiensi VolumetrikDidefinisikan sebagai ηv

pistonlangkah volumedihisap refrigeran volume

=vη AC

BC

VV

=vη

Karena VBC = VAC - VAB = VAC – VB + VA dan dari A ke B berlakuproses politropik (dengan koefisien politropik k), sehingga

konstan=== kBB

kAA

k VpVppVk

B

AAB P

PVV/1

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

k

B

Av P

PCC/1

1 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−+=η

( ) kc

k

s

dv RCC

PPCC /1

/1

11 −+=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−+=η

Dimana PA = Pd dan PB = Ps

BAB IV KOMPRESOR


29

Efisiensi volumetrik dipengaruhi :Faktor “Clearence”Tekanan kerja sistem (rasio kompresi)Sifat-sifat dari refrigeran yang digunakan.Temperatur kompresor.

Efisiensi Volumetrik

( ) kc

k

s

dv RCC

PPCC /1

/1

11 −+=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−+=η

30

Grafik Efisiensi Volumetrik(untuk kapasitas 3,7 – 18,7 kW)

20

30

40

50

60

70

80

90

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Rasio Kompresi

Efis

iens

i Vol

umet

rik

(%)

Sumber : Dossat

BAB IV KOMPRESOR


31

Piston Displacement Kompresor Rotary

rs

ri

Kompresor rotari dengan diameter impeler ri dan diameter stator rsmempunyai frekuensi putaran N dan jumlah silinder n. akan mempunyai Piston displacement :

( ) nNtrrPD isrotary ⋅⋅⋅−⋅= 22π

t = tebal silinder rotari

32

Sistem Pelumasan KompresorKegunaan minyak pelumas pada sistem Refrigerasi adalah untuk :

Mengurangi gesekan dari bagian-bagian yang bergerak.Mengurangi terjadinya panas pada poros dan bearing (bantalan).Membentuk lapisan penyekat (sealing agent) antar piston dan dindingsilinder.Membantu mendinginkan kumparan motor listrik di dalam kompresorhermetik.

Jenis :hewan.tumbuh-tumbuhan.mineral.Sintetis

Metode pelumasan kompresor toraktipe percik (Splash).tipe paksa (force feed).tipe gabungan

BAB IV KOMPRESOR


33

Contoh Sistem Pelumasan

34

Contoh soal

Sistem Refrigerasi dengan R-22 bekerja pada temperatur penguapan -10 oC dan temperatur kondensasi 40 oC. Anggaplah siklus refrigerasinya sederhana. Kompresor bekerja pada efisiensi volumetrik 0,8, bila kapasitas pendinginan adalah 3,5 kw, tentukanlah volume langkah (Piston Displacement) dari piston. Kompresor bekerja pada 900 RPM, dan mempunyai 2 silinder.Bila perbandingan bore dan stroke adalah 1 : 1, tentukan bore dan stroke dari silinder kompresor tersebut.

BAB IV KOMPRESOR


35

Langkah mencari solusi

Menentukan Piston Displacement :1. Gambar pada diagram P-h, Cari entalpi di tiap titik dan

volume spesifik di suction kompresor.2. Tentukan laju aliran massa refrigeran yang bersirkulasi dalam

sistem3. Tentukan laju aliran volume refrigeran di suction kompresor =

Volume hisap dari kompresor4. Hitung Piston Displacement.

Memperkirakan dimensi Piston1. Gunakan data sebelumnya dengan menggunakan persamaan

nNLDPD ⋅⋅⋅⋅= 2

4π

36

Bacaan Lebih Lanjut dan Tugas

Pelajari :1. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd ed.,

John Wiley and Sons, Chapter 12 dan 18.2. Althouse, dkk., Modern Refrigeration and Air

Conditioning, The Goodheart-WillcoxCompany, Inc., 2003.

3. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill, 2001

BAB V EVAPORATOR


1

BAB V

EVAPORATOR

2WHM

Materi : Evaporator

Fungsi, Jenis dan konstruksi.Kapasitas evaporatorBeda temperatur di evaporator (Evaporator Temperature Difference, ETD, LMTD)Pemilihan evaporator

BAB V EVAPORATOR


3WHM

Fungsi Evaporator

Tempat perpindahan kalor antararefrigeran dan ruang atau bahan yang akan didinginkan.Di evaporator, refrigeran mengalamiperubahan fasa dari cair menjadi uap.

4WHM

Jenis Evaporator

Berdasarkan kontruksinyaBerdasarkan metoda pengaturan aliranfluidanyaBerdasarkan kompaknya permukaanBerdasarkan jumlah fluida yang mengalirBerdasarkan cara pemasukanrefrigerannya

BAB V EVAPORATOR


5WHM

Evaporator BerdasarkanKonstruksinya

TubularA. Jenis pipa spiral, dengan bentuk-bentuk umum

adalah :1. koil zig-zag rata2. Koil trombone oval

B. Jenis pipa gandaC. Jenis Shell and Tube

1. Jenis sekat plat (plate baffle)2. Jenis sekat batang (rod baffle)

Plate SurfaceFinned

6WHM

Koil Turbular, Plate surface, Finned

Turbular Coil Plate Surface with coilFinned Evaporator

BAB V EVAPORATOR


7WHM

Penggunaan Evaporator

Turbular ataupun plate surface, biasadigunakan untuk temperatur dibawah 0 oC, yang mana pengaruh FROST tidak jadimasalah.Koil evaporator bersirip, biasa digunakanuntuk temperatur-temperatur diatas nol. Sangat efektif bila yang didinginkanadalah udara atau fluida dalam bentukgas.

8WHM

Finned Evaporator(evaporator bersirip)

Adalah evaporator yang dilengkapidengan sirip-sirip, baik di sisi tabungbagian dalam ataupun di sisi luar tabung.Digunakan untuk meningkatkan lajuperpindahan panas pada fluidaLaju perpindahan panas ke liquid lebihbesar dibandingkan ke gas

BAB V EVAPORATOR


9WHM

Finned Tube (outside – inside)

10WHM

Koil Bersirip

(a) Sirip datar(b) Sirip berlekuk

Spasi fin bervariasi antara 40 – 500 fin per meter.Untuk Free Convection, Sirip lebihjarang.Untuk Forced convection, sirip dapatlebih rapat.

BAB V EVAPORATOR


11WHM

Indoor Unit AC SPLIT

12WHM

Kapasitas Evaporator

Dari sisi refrigeran,

Dari sisi perpindahan kalordengan fluida pendingin,

Dari sisi fluida ygdidinginkan

( )inEoutErE hhmQ ,, −=•

LMTDAUQE ××=

TCmQ pcfE ∆=•

BAB V EVAPORATOR


13WHM

Koefisien Kalor Menyeluruh U

LMTDAUQLMTDAUQ ooEiiE ××=××= atau

rrii

rroo

QQEE

hhiihhoo

RefrigeranRefrigeranFluidaFluida yang yang

didinginkandidinginkan oo

i

o

iith AhkL

rr

AhR 1

2

ln1

++=π

o

i

o

i

oi

i

i

o

i

oo

i

o

i

o

AA

hkLrrA

h

U

hkLrrA

AA

h

U

12

ln1

1atau

12

ln1

1

++

=

++

=

ππ

14WHM

LMTD pada evaporator( ) ( )

( )( )infoutf

outfinf

infoutfoutfinf

TTTT

TTTTLMTD

−−

−−

−−−−

−−

−−−=

21

21

2121

ln

Karena, untuk refrigeran temperatur masukevaporator = temperatur keluar evaporator, makaTRin = TRout = TR. Untuk Fluida yang didinginkanmasuk adalah TE dan keluar adalah TL

( ) ( )( )( )RL

RE

RLRE

TTTT

TTTTLMTD

−−

−−−=

ln

BAB V EVAPORATOR


15WHM

Equations for Boiling Heat Transfer (1)


16WHM

Equations for Boiling Heat Transfer (2)


BAB V EVAPORATOR


17WHM

Equations for Forced Convection Evaporation in Tubes(1)


18WHM



BAB V EVAPORATOR


19WHM



20WHM



BAB V EVAPORATOR


21WHM

Evaporator Konveksi Alami

Disebut : free convection / natural convection, karena tanpamenggunakan fan untuk sirkulasi udara

1. Digunakan bila dinginkan laju aliran yang rendah dantingkat dehidrasi pada produk yang rendah

2. Bila jenis evaporator bersirip, maka Spasi sirip dipilihyang renggang.

22WHM

Evaporator Konveksi Paksa

Disebut juga cooler, fan coil unit ataublower coils.ETD rata-rata 2 K lebih rendah dari ETD evaporator konveksi alami.Kecepatan Udara :

Rendah : 1 – 1,5 m/sMenengah : 2,5 – 4 m/sTinggi : 4 – 10 m/s

BAB V EVAPORATOR


23WHM

Beberapa jenis Fan

24WHM

Evaporator Temperature Difference

ETD = Evaporator Temperature Difference, adalah beda temperaturantara temperatur saturasi refrigerandalam evaporator dengan temperaturudara/ fluida yang direncanakan (kabin).

-- 5 5 ººCC

--11 11 ººCCContoh :Untuk kasus disamping makaETD = -5 oC – (-11 oC)

= 6 K

BAB V EVAPORATOR


25WHM

Penentuan ETD berdasar kapasitas

Qe vs ETD

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Evaporator Temperature Difference (K)

Kapa

sita

s Ev

apor

ator

(kW

)

26WHM

Penentuan ETD, bila RH penting

9-1011-1275-708-910-1180-767-89-1085-816-78-990-865-67-895-91

Forced Convection

Natural Convection

Design TD, KRelative Humidity

%

Bila temperatur dibawah -12 oC, maka untuk evaporator dengan konveksipaksa biasanya digunakan ETD sebesar 6 K

BAB V EVAPORATOR


27WHM

Pemilihan EvaporatorFaktor yang harus diperhatikan :

Kondisi kerja yang diinginkan. (Kapasitas pendinginan, yang sesuaidengan komponen lain)Temperatur udara/fluida masukKetersediaan fluida pendingin dan terperatur kerjanyaKeterbatasan ruang dan dimensiKeterbatasan jumlah dan distribusi udara/fluida yang didinginkanFriksi/hambatan aliran udara/fluida yang didinginkan yang diizinkan saatmelewati evaporatorFriksi/hambatan aliran refrigeran dalam sistem pemipaanKondisi kerja lain, antara lain : Kontrol yang digunakan, kondisilingkungan (korosive/tidak), kekuatan/jenis bahan yang dipakai untuktube, fin, dan frame.

28WHM

Finned-Tube Evaporator

refrigerant vapor refrigerant vapor

liquid/vapor liquid/vapor refrigerantrefrigerant

airflowairflow

BAB V EVAPORATOR


29WHM

Finned-Tube Evaporatorliquid/vapor liquid/vapor refrigerantrefrigerant

refrigerant vaporrefrigerant vapor

liquidliquiddistributordistributor

airflowairflow

suctionsuctionheaderheader

30WHM

Superheat

superheatsuperheat

{{A CB

A

C

BB

BAB V EVAPORATOR


31WHM

Shell-and-Tube Evaporator

refrigerant refrigerant vapor vapor

chilled chilled water water returnreturn

chilled chilled water water supplysupply

tube bundletube bundle

bafflesbaffles

liquid/vapor liquid/vapor refrigerantrefrigerant

32WHM

Shell-and-Tube Evaporator

bafflesbaffles

BAB V EVAPORATOR


33WHM

Shell and Coil Evaporator

34WHM

Flooded EvaporatorEvaporator yang “dibanjiri” oleh refrigeran

Ekspansi(Floating Valve)

BAB V EVAPORATOR


35WHM

Flooded Evaporator

Gravity Circulation Forced Circulation

36WHM

Finned-Tube Evaporator Control

expansion expansion valvevalve

refrigerant refrigerant vaporvapor


liquid liquid refrigerantrefrigerant

BAB V EVAPORATOR


37WHM

Face-Split Arrangement

distributorsdistributors

38WHM

Face-Split Arrangement

8080ººFF[27[27ººC]C]

3030ººFF[[--1.11.1ººC]C]


inactive coilinactive coil

active coilactive coil


BAB V EVAPORATOR


39WHM

Intertwined Arrangement

40WHM

Row-Split Arrangement




BAB V EVAPORATOR


41WHM

Bacaan lebih lanjut

1. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd

ed., John Wiley and Sons, Chapter 11.2. Althouse, dkk., Modern Refrigeration and

Air Conditioning, The Goodheart-WillcoxCompany, Inc., 2003

42WHM

Tugas : Carilah dan buatlah penjelasan tentang istilah berikut :

Coil and baffle assembliesDouble pipe CoolerBaudelot CoolersTank - type CoolerShell and Coil CoolerShell and Tube ChillerDry Expansion ChillerFlooded ChillerSpray – type Chillers

Kerjakan Soal-soal dalam buku Dossat bab 11 soal no : 11-1, 11-2 (KUMPULKAN MINGGU DEPAN)

BAB VI KONDENSOR


1

BAB VI

KONDENSOR

2WHM

Materi : Kondensor

Fungsi, Jenis dan konstruksi.Air Cooled Condensor, Water Cooled Condensor, Evaporative CondensorPenentuan kalor yang dilepas di kondensor dan heat rejection factorKapasitas kondensorKonstruksi dan cara kerja menara pendingin

BAB VI KONDENSOR


3WHM

Kondensor

Alat penukar kalor yang berfungsi untukmelepaskan kalor dari refrigeran, sehinggarefrigeran berubah fasa dari uap menjadicairKalor dilepas di kondensor berasal darikalor yang diserap di evaporator dan kalorakibat kerja kompresi.

4WHM

Jumlah Kalor Dilepas di Kondensor(Heat Rejection)

Besarnya Kalor dilepas Qc :

Qe = kapasitas kompresor/Kalor diserap diEvaporatorJika Kompresor jenis Open,

W = Daya output motorJika Kompresor Hermetik/semihermetik,

W = Daya input Kompresor

WQQ ec +=

BAB VI KONDENSOR


5WHM

Heat Rejection Factor

Karena

Qc = Qe + W = (1 + 1/COP) x Qe

maka dapat dituliskan pula sebagai :

Qc = HRF x Qe

Dimana HRF = Heat Rejection Factor

6WHM


1.241.201.171.141.121.09101.281.231.201.171.151.1251.321.271.241.201.171.14-11.371.321.281.241.201.17-71.421.361.321.281.241.21-121.471.411.371.321.281.24-18

1.471.421.371.321.28-231.471.421.371.33-29

1.471.421.37-34

605449433832

Condensing Temperature (°C)EvaporatorTemp(°C).

Untuk Kompresor Jenis Open Type Compressor

BAB VI KONDENSOR


7WHM


Untuk Kompresor Jenis Suction Cooled Hermetic Compressor1.291.261.231.201.471.1410

1.351.311.271.241.211.185

1.421.371.321.281.251.22-1

1.451.401.351.311.271.24-4

1.491.431.371.331.291.26-7

1.521.461.401.351.321.28-9

1.551.491.431.381.341.31-12

1.591.521.461.411.371.33-15

1.621.561.501.441.401.36-18

1.641.571.501.461.42-23

1.651.581.531.49-29

1.801.681.621.57-34

2.001.801.731.66-40

605449433832

Condensing Temperature (°C)EvaporatorTemp(°C).

8WHM

Heat Rejection

Dari sisi refrigeran,

Dari sisi perpindahan kalordengan fluida pendingin,

Dari sisi fluida pendingin

( )outcincrC hhmQ ,, −=•

LMTDAUQC ××=

TCmQ pcfC ∆=•

BAB VI KONDENSOR


9WHM

Heat Transfer Coefficients for Film-Type Condensation (1)


10WHM



BAB VI KONDENSOR


11WHM



12WHM

Jenis Kondensor

Air Cooled CondenserWater Cooled CondenserEvaporative Condenser

BAB VI KONDENSOR


13WHM

Air Cooled Condensor(Kondensor Berpendingin Udara)

Konveksi Alamiah (Natural Convection), biasadigunakan untuk sistem dengan kapasitasrendahKonveksi Paksa (Forced Convection), untukkapasitas kecil sampai dengan kapasitas besar.Jenisnya :

Chassis Mounted (menyatu dengan kompresor)Remote

14WHM

Air Cooled Condenser

Rancangan yang baik dilihat dari kecepatanaliran udara minimum yang menghasilkan aliranturbulen dan koefisien perpindahan panas yang tinggi.Kenaikan laju aliran udara dapat menyebabkandrop tekanan berlebihan sehinggga daya motor kipas kondenser harus dinaikan agar sirkulasiudara bertambah besar.Kecepatan udara antara 2,5 m/s s/d 6 m/s. (yang terbaik didapat dari eksperimen)

BAB VI KONDENSOR


15WHM


Contoh :Kecepatan udara antara 2,5 sampai dengan 6 m/s.Cp : panas jenis udara sekitar kondensor,∆T : selisih temperatur udara melewati kondensor,ρ : rapat massa udara sekitar kondensor.Maka Kecepatan aliran udara yang melewati kondenser :

kondensor Penampang Luas x x T x Crdikondenso dilepas harus yangkalor Beban = UdaraKecepatan

p ρ∆=V

16WHM

Beda temperatur di kondensor

Beda temperatur udara (Tdb) dengantemperatur kondensasi refrigeran dikondensor disebut Condenser Temperature Difference (CTD) = bedatemperatur kondensor.Berkisar antara 6 K – 22 KCTD menentukan ukuran fisik kondensor.

BAB VI KONDENSOR


17WHM


subcoolersubcooler

outdoor outdoor airair

condenser condenser coilcoil

propellerpropellerfanfan

18WHM

Centrifugal Fan Air-Cooled Condenser

centrifugalcentrifugalfanfan

condenser condenser coilcoil

BAB VI KONDENSOR


19WHM

Profil Temperatur pada Kondensor

condensercondenser

pres

sure

pres

sure

enthalpyenthalpy

CD

20WHM

Air-Cooled Condenser Control

heat rejection capacityheat rejection capacity

cond

ense

r airfl

owco

nden

ser a

irflow

fan fan Afan fan B

fan fan A

damperdamper

A B

BAB VI KONDENSOR


21WHM

Condensing Unit

Condensing Unit adalah kesatuankondensor dengankompresor dalamsatu konstruksi/ dudukan.

22WHM

Water Cooled Condenser

Kondensor berpendingin air.Ukuran kondensor lebih kecildibandingkan Air Cooled Condenser padakapasitas yang sama.Umumnya untuk unit sistem pendingindengan ukuran besar.

BAB VI KONDENSOR


23WHM

Water Cooled Condenser

Sistem Air PendinginAir buang (one-through)

Cocok untuk dengan sumber air melimpah Kecepatan air 0,025 L/s per kW Kapasitas pendinginan

Sirkulasi ulangPerlu Cooling Tower,Kecepatan air 0,045 L/s – 0,06 L/s per kW Kapasitas pendinginan

24WHM

Water Cooled Condenser with Cooling Tower

BAB VI KONDENSOR


25WHM

Laju aliran air pada Water Cooled Condenser

Laju aliran air paling optimum pada sistem sirkulasiulang adalah antara 0,045 l/s sampai 0,06 l/s per kWMakin rendah laju aliran air, maka makin tinggikenaikkan temperatur, sehingga dibutuhkan rangkaianpipa yang lebih panjang.Faktor yang harus diperhatikan adalah :

kecepatan airkoefisien perpindahan panaspengotoran permukaaan pipa (karena dapat mengurangikoefisien perpindahan panas dan menghambat laju aliran air serta meningkatkan tekanan kondenser).

26WHM

Pengotoran pada Kondensor

0,00050,0005air destilasi80,0020,004air berlumpur70,0010,001air danau60,0010,002air sungai50,0010,001air kota/air sumur4

0,0010,003

0,0010,003

air menara pendingina. diolahb. tak diolah

30,0010,002air payau20,00050,0005air laut1> 1 m/s< 1 m/s

Kecepatan alirJenis air

Faktor Pengotoran air pada temperatur 52 OC

BAB VI KONDENSOR


27WHM

Jenis Water Cooled Condenser

Jenis pipa ganda (double pipe)

Jenis shell and coil

Jenis shell and tube

28WHM

Kondesor Pipa Ganda

BAB VI KONDENSOR


29WHM

Kondesor Shell and Tube

cooling watercooling water

subcooledsubcooled, liquid , liquid refrigerantrefrigerant

subcoolersubcooler

hot, refrigerant vaporhot, refrigerant vapor



30WHM


BAB VI KONDENSOR


31WHM


32WHM

Kondesor Shell and Coil

BAB VI KONDENSOR


33WHM

Cooling Tower

34WHM

Cooling Towersprayssprays

from from condensercondenser

to to condensercondenser

sumpsump

propellerpropellerfanfan

outdooroutdoorairair



fillfill

TwlTwe

TdbTwb

Approach = (Twl – Twb)Range = (Twe - Twl)

BAB VI KONDENSOR


35WHM

Istilah pada Cooling TowerApproach. Beda temperatur antara temperatur air keluar cooling tower dengan temperatur tabung basah udara lingkungan yang masuk cooling tower. (Twl – Twb)Blowdown. Jumlah air yang dikeluarkan lewat drain/pembuangansecara periodik untuk menghindari pengendapan pada cooling tower.Fill. Struktur yang membentuk permukaan penukaran panas antaraudara dan air, dimana air menyusur mengalir permukaan dan masukke wadah penampung.Makeup. Air penambah yang diberikan untuk menjaga jumlah air yang bersirkulasi pada sistem. Pengurangan air dikarenakanpenguapan, butiran yang terbawa udara, dan blowdown.Range. Beda temperatur antara temperatur air masuk cooling tower dan temperatur air keluar cooling tower. (Twe - Twl)

36WHM

Air hilang di Menara pendingin

terjadi karena :Penguapan dan terbawa oleh udaraTitik-titik air yang kecil terbawa oleh udara keluar darimenara (drift) hal ini tergantung dari rancanganmenara dan kecepatan angin.Karena sejumlah persentase tertentu dari air yang tersirkulasi dibuang (bleed off, blow down) untukmenghindari naiknya konsentrasi dari kotoran-kotorandan padatan mineral yang terlarut dalam air kondenser.

BAB VI KONDENSOR


37WHM

Bleed Off (Blow Down) Rate

0,7511

0,548,6

0,335,5

0,224,2

0,153,5

Percent Bleed OffCooling Range(K)

38WHM

Kinerja Menara Pendingin

Bergantung pada :Luas permukaan air yang terbuka danlamanya air yang terbuka tersebutbersinggungan dengan udara.Kecepatan udara melewati menara pendingin.Arah laju aliran udara terhadap tetesan air :

aliran paralel;aliran silang;aliran berlawanan.

BAB VI KONDENSOR


39WHM

Jenis Cooling Tower

Parallel Flow

Counter Flow

Cross Flow

UdaraAir

UdaraAir

Udara

Air

40WHM

Kapasitas Cooling Tower

DimanaQCT : Beban Cooling Tower [kJ/s = kW]

: Laju aliran air masuk cooling tower [kg/S]

Cp : kalor spesifik air, [4,19 kJ/kg.K]

Tair,masuk : Temperatur air masuk kondensor [oC]

Tair,keluar : Temperatur air keluar kondensor [oC]

( )keluarairair masukpCT TTCmQ −=•

•

m

BAB VI KONDENSOR


41WHM

Evaporative Condenser

42WHM

Evaporative Condenser

BAB VI KONDENSOR


43WHM

Bacaan Lebih Lanjut

Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd ed., John Wiley and Sons, Chapter 14.Althouse, dkk., Modern Refrigeration and Air Conditioning, The Goodheart-WillcoxCompany, Inc., 2003

BAB VII ALAT EKSPANSI


1

BAB VII

ALAT EKSPANSI

2WHM

Materi : Alat Ekspansi

Fungsi, Jenis dan konstruksi.Pipa kapiler, Manual valve, Automatic valve, TXV, High side floating valve, Low side floating valve, EEVPemilihan kapilerPemasangan sensing bulb



3WHM

Fungsi Alat Ekspansi

1. Mengatur laju aliran refrigeran yang masuk ke evaporator dari “liquid line”, sehingga sesuai dengan laju penguapanrefrigeran di evaporator

2. Menurunkan dan Menjaga beda tekananantara sisi tekanan tinggi dan sisitekanan rendah, sehingga terjagatekanan yang diinginkan

4WHM

Prinsip Kerja Alat Ekspansi (1)

Bukaan konstanKatup ekspansi manual (Hand Expansion Valve)Pipa kapiler (capillary Tube)

Mengubah-ubah tahanan aliran refrigeran(dengan mengubah bukaan lubang aliran)

Katup apung sisi tekanan rendah (Low Side Float Valve)Katup apung sisi tekanan tinggi (High Side Float Valve)Katup ekspansi termostatik (Thermostatic Expansion VAlve)Katup ekspansi otomatis (Automatic Expansion Valve)Katup ekspansi elektronik (Electronic Expansion valve)



5WHM

Pipa Kapiler (1)

Pipa kapiler banyak dipakai untuk kapasitas refrigerasiyang kecil dan beban yang relatif tidak berubah/konstan.Keuntungan :

harganya murah,kompresor dapat dijalankan dengan motor split phase tanpastart kapasitor.

Kerugiannya :tidak sensitif pada perubahan bebanjumlah refrigeran yang diisikan ke dalam sistem harus tepat

6WHM

Pipa Kapiler (2)

Static

Static

Static

Static

0.052"119"0.052"63"0.052"127"FanR-502

0.064"108"0.052"58"0.052"115"FanR-22

0.064"108"0.052"55"0.052"105"FanR-134a

0.064"90"0.052"48"0.052"96"FanR-12

1/2

0.031"72"0.040"108"0.031"52"FanR-22

0.040"79"0.040"113"0.031"52"

0.040"72"0.040"103"0.031"47"FanR-134a

0.040"66"0.040"99"0.031"47"

0.040"60"0.040"90"0.031"43"FanR-12

1/4

0.028"64"0.028"106"0.028"130"

0.028"58"0.028"96"0.028"118"FanR-134a

0.028"53"0.028"92"0.028"118"

0.028"48"0.028"84"0.028"108"FanR-12

1/8

InsideDiameterLengthInside

DiameterLengthInsideDiameterLengthCondenser

Fan TypeRefrigerant

TypeCompressorHorsepower

High TemperatureMedium TemperatureLow Temperature

Required Capillary Tube Length and Diameter



7WHM

Pemilihan Pipa Kapiler : R-12

.064"26".064"40".064"55"Fan2

.064"43".064"60".064"84"Fan1 1/2

.064"54".064"84".064"132"Fan1

.064"72".064"92".052"60"Fan3/4

.064"90".052"48".052"96"Fan1/2

.040"72".040"72".040"93"Fan1/3

.040"66".040"99".031"47"Static1/4

.040"60".040"90".031"43"Fan1/4

.031"26".031"39".031"60"Static1/5

.031"24".031"36".031"54"Fan1/5

.031"79".031"105".031"132"Static1/6

.031"72".031"96".031"120"Fan1/6

.028"53".028"92".028"118"Static1/8

.028"48".028"84".028"108"Fan1/8

High TemperatureMediumTemperatureLow TemperatureCondenser

Fan Type

Compr. Power(HP)

Recommended Capillary Tube Length and Diameter for R-12

8WHM

Pemilihan Pipa Kapiler : R-134a

.064"31".064"46".064"61"Fan2

.064"52".064"49".064"92"Fan1 1/2

.064"65".064"96".064"144"Fan1

.064"86".064"106".052"66"Fan3/4

.064"108".052"55".052"105"Fan1/2

.040"43".040"83".040"102"Fan1/3

.040"79".040"113".031"52"Static1/4

.040"72".040"103".031"47"Fan1/4

.031"32".031"45".031"69"Static1/5

.031"29".031"41".031"60"Fan1/5

.031"95".031"121".031"144"Static1/6

.031"86".031"110".031"132"Fan1/6

.028"64".028"106".028"130"Static1/8

.028"58".028"96".028"118"Fan1/8


Fan Type

Compr. Power(HP)

Recommended Capillary Tube Length and Diameter for R-134a



9WHM


.064"31".064"48".064"66"Fan2

.064"52".064"72".064"101"Fan1 1/2

.064"65".064"101".052"48"Fan1

.064"86".064"110".052"72"Fan3/4

.064"108".052"58".052"115"Fan1/2

.040"43".040"86".040"112"Fan1/3

.031"72".040"108".031"52"Fan1/4

.031"29".031"43".031"65"Fan1/5


Fan Type

Compr. Power(HP)


10WHM


.064"34".064"53".064"73"Fan2

.064"57".064"79".064"111"Fan1 1/2

.064"71".064"119".052"53"Fan1

.064"94".064"121".052"79"Fan3/4

.052"119".052"63".052"127"Fan1/2

.040"48".040"95".040"122"Fan1/3


Fan Type

Compr. Power(HP)




11WHM

Pipa Kapiler (3)

Metoda pemasangan / Sambungan :1. Nut2. Brazing3. Flare – Brazing4. Special Fitting

12WHM

Manual ValveVolume refrigeran yang mengalir keevaporator diatur dengan membukaatau menutup katup (memutarpengatur).

Dipakai pada sistem yang besar danmempunyai beban pendinginan yang tetap

Kekurangan : o harus selalu diawasi oleh operatoro tidak terpengaruh dan tidak dapat

menyesuaikan diri denganperubahan beban dan tekananevaporator



13WHM

Automatic Expansion Valve

14WHM

Thermostatic Expansion Valve (TXV)



15WHM

Thermostatic Expansion Valve(TXV)

Thermostatic expansion valve.A - Adjusting nut.B - Seal ring.C - Capillary tube.D - Bellows housing.E - Housing spacer.F - Temperature sensing bulb.G - Body bellows.H - Screen.I - Gasket.J - Refrigerant inlet.K - Needle pin.L - Sealed fitting.M - Needle.N - Seat.D - Evaporator connection.P - Inner spacer.Q - Spacer rod.R - Snap ring.S - Thermal bellows.

16WHM

By Pass pada Orifis

By Pass berfungsiuntukmengalirkanrefrigeran di katupekspansi padasaat sistem dalamkeadaan mati/ off cycle.



17WHM

TXV - Normal

thermostatic thermostatic expansion valve expansion valve (TXV)(TXV)

liquid/vapor liquid/vapor mixturemixture


evaporator

A


Derajat Superheat

18WHM

TXV – Kelebihan Beban

liquid/vapor liquid/vapor mixturemixture


A


Derajat Superheat



19WHM

TXV – Internal / External Equalizer

20WHM

TXV dengan External Equalizer

external equalizerexternal equalizer

remote remote bulbbulb


springspring

suction suction lineline distributordistributor

diaphragmdiaphragm



21WHM

TXV – External Equalizer (prinsip)

valve pinvalve pinsuction suction lineline

springspring4949ººFF[9,4[9,4ººC]C]

79 79 psiapsia[0.54 [0.54 MPaMPa]]



18 18 psipsi[0.13 [0.13 MPaMPa]]

valve diaphragmvalve diaphragm

22WHM

Tips Pemasangan Sensing Bulb TXV -1

Pada saluran isap yang lurus dan datarSedekat mungkin dengan bagian keluaran pipaevaporator.Untuk diameter pipa lebih kecil dari 5/8" bulb diletakkanpada bagian atas dan sejajar, karena oli pada saluranisap pada bagian bawah dapat mempengaruhi suhutermal bulb.Pipa yang lebih besar dari 7/8" bulb diletakkan padakedudukan jam 4 atau jam 8 sejajar dengan saluranisap.Jika kompresor diletakkan diatas evaporator, sebelumsaluran isap naik keatas, pada bagian yang terendahharus dibuar riser. Bulb diletakkan sebelum riser danjangan diletakkan pada riser.



23WHM

Tips Pemasangan Sensing Bulb TXV - 2

Jika bulb harus dipasang pada saluran isap yang tegak, bulb diletakkan dengan bagian kapiler diatas dan aliranrefrigeran didalam saluran isap dari atas ke bawah.Pipa kapiler dan termal bulb jangan sampai menempelpada permukaan pipa yang lebih dingin suhunya daritermal bulb karena fluida dalam pipa kapiler akanmengembun sehingga kerja TXV terganggu.Untuk pemakaian suhu rendah bulb diletakkan padasaluran isap di suatu titik yang suhu bulbnya akan samadengan suhu evaporator pada saat kompresor berhenti.Bulb harus diberi isolasi pada saluran isap yang suhunya berada dibawah 0 oC dengan isolasi kedap air agar air tidak membeku didekat termal bulb.

24WHM

Jenis dan Pemasangan Sensing Bulb

Pemasangan Pipa besar ( > 20 mm OD)harus menggunakan gambar D



25WHM

Electronic Expansion Valve (EEV)

26WHM

Electronic Expansion Valve (EEV)



27WHM

Low Side – Floating Valve (1)

28WHM




29WHM


30WHM

High Side – Floating Valve (1)



31WHM

High Side – Floating Valve (2)

32WHM



John Wiley and Sons, Chapter 17.2. Althouse, dkk., Modern Refrigeration and Air

Conditioning, The Goodheart-WillcoxCompany, Inc., 2003, Chapter 5

BAB VIII REFRIGERAN


1

BAB VIII

REFRIGERAN

2

Materi : RefrigeranPenamaan, Jenis dan kode warna tabung, Syarat-syarat refrigeran, Karakteristik Refrigeran, NBP, ODP/ GWP,Refrigeran alternatif rendah ODP/GWP,Refrigeran sekunder : jenis dan karakteristik,Refrigeran dan Lingkungan

BAB VIII REFRIGERAN


3

ReviewAlat ekspansi

Evaporator

Kompresor

Kondensor

Liquid Receiver

4

Refrigeran

FUNGSI : sebagai media pendinginCara Kerja : menyerap panas dari benda/udara/ruang dan membuang panas ke benda/bahan lain/udara luar, umumnya dengan cara mengubah fasa.Disebut CFC, HCFC, HC, HFC, Fluida dingin atau Freon

BAB VIII REFRIGERAN


5

Normal Boiling Point (NBP)

NBP adalah titik didih (atau temperatur saturasi) refrigeran pada kondisi tekanan 1 Atm (76 cm Hg = 101,32 kPa, yang disebut kondisi normal)Merupakan patokan dalam pemilihan refrigeranContoh :NBP air adalah 100 oC

6

Karakteristik Refrigeran

BAB VIII REFRIGERAN


7

Penamaan Refrigeran (1)Unsur Halocarbon Jenuh, dengan rumus kimia CmHnFpClqTerdapat hubungan : (n+p+q)=2(m+1)

Disebut sebagai : Refrigeran R(m-1)(n+1)(p)

Contoh, dichlorotetrafluoro ethana mempunyai rumus kimia C2F4Cl2, akan mempunyai nama refrigeran sebagai R(2-1)(0+1)(4) atau R114.

8

Penamaan Refrigeran (2)Unsur Halocarbon Tak Jenuh, dengan rumus kimia CmHnFpClqTerdapat hubungan : (n+p+q)=2(m)

Disebut sebagai (disisipkan angka 1 setelah R) : Refrigeran R1(m-1)(n+1)(p)

Contoh, contohnya untuk ethilene atau C2H4 dinamakan sebagai R1150.

BAB VIII REFRIGERAN


9

Penamaan Refrigeran (3)

Bila terdapat unsur brom (Br), maka diakhir nama refrigeran dituliskan B dan jumlah atom brom yang menggantikan atom khlor.Contoh :

R13 mempunyai rumus kimia CClF3, bila atom khlor diganti dengan brom, menjadi CF3Br, dan disebut R13B1.

10

Latihan

Disebut R berapa untuk unsur berikut :CClF2Br

BAB VIII REFRIGERAN


11

Penamaan Refrigeran (4)Halokarbon yang merupakan isomer dari refrigeran lain, maka penamaan adalah dengan menambahkan subskrip a, b, c dan seterusnya setelah angka.Isomer adalah molekul dengan rumus kimia sama, tetapi struktur molekul berbeda.Contoh :

R124 (CHClFCF3). Dengan R124a (CHF2CClF2)

12

Penamaan Refrigeran (5)Refrigeran dari unsur anorganik, dinamakan berdasarkan berat molekul dari refrigeran ditambah dengan 700.Contoh : Amonia dengan BM=17, disebut R717,Air dengan BM=18, disebut R718Karbondioksida (CO2) berat molekul 44, disebut R744.

BAB VIII REFRIGERAN


13

Refrigeran Campuran (6)A refrigerant can either be a single chemical compound or a mixture (blend) of multiple compounds.

Azeotropic. These are blends of multiple components of volatilities (refrigerants) that evaporate and condense as a single substance and do not change their volumetric composition or saturation temperature when they evaporate or condense at a constant pressure. Components in a mixture of azeotropes cannot be separated from their constituents by distillation. Properties of azeotropic refrigerants are entirely different from those of their components and may be conveniently treated as a single chemical compound.Near Azeotropic. Near-azeotropic refrigerants are blends whose characteristics are near to azeotropic. Although properties of near-azeotropic refrigerants are nearer to azeotropic than to nonazeotropic (zeotropic), near-azeotropic refrigerants are defined as zeotropic or nonazeotropic.Zeotropic. These are blends of multiple components of volatilities (refrigerants) that evaporate and condense as a single substance and do change volumetric composition or saturation temperature when they evaporate or condense at a constant pressure.Blends. Mixtures of refrigerants of two or more chemical compounds are blends. The advantage of a blend of multiple chemical compounds compared to a single compound is that the required properties of the blend can possibly be achieved by varying the fractional composition of the components.Glide. Zeotropic mixtures, including near-azeotropic blends, show changes in composition because of the leaks, the difference between liquid and vapor phases, or the difference between the charge and circulation, or their combined effect. The shift in composition causes the change in evaporating and condensing temperature and pressure. The difference in dew point and bubble point

Sumber : Shan K Wang, HANDBOOK OF AIR CONDITIONINGAND REFRIGERATION, Chapter 9

15

Refrigeran Metana dan Turunannya

CH4-164R-50

CH3Cl-23,7R-40

CH3F-78

R-41

CH2ClF-9

R-31

CH2F2

-51,6R-32

CH2Cl2

40R-30

CHF3-82,2R-23

CHCl3

61,2R-20

CCl476,7R-10

CF4

-127,8R-14

CHClF2-40,8R-22

CHCl2F8,9

R-21CClF3-81,5R-13

CCl2F2-29,8R-12

CCl3F23,7R-11

BAB VIII REFRIGERAN


16

Syarat Refrigeran (ideal)Kimia :

Stabil dan inertKesehatan, Keselamatan dan LingkunganTingkat peracunan rendahTak mudah terbakarTak merusak lingkungan

Sifat Termofisika :Temp. kritis dan titik didih yang sesuai dengan kondisi kerjaKapasitas panas penguapan tinggiViskositas rendahKonduktivitas termal tinggi

Lain-Lain :Bercampur dengan oli, tapi tak bereaksiTitik beku rendahKompatibilitas dengan material sistemMudah dideteksi, jika bocor

17

Refrigeran dan Merk Dagang

USAPennsylvania Salt Manuf. Co.Isotron

USAUnion carbide chemicals corp.Ucon

JepangOsaka Kinzoku Kogyo Co., LtdDaiflon

AustraliaPasific Chemical Industr. Pty.Forane

JepangAsahi Glass co., Ltd.Asahi Fron

InggrisImperial chemical industr. Ltd.Arcton

JerbarHoechst AGFrigen

USAAllied Chemical CorpGenetron

USAE.I. du Pont de Nemours & Co.Freon

NEGARAPABRIKNAMA

Beberapa yang telah beredar di Indonesia adalah :

BAB VIII REFRIGERAN


18

Kode Warna Refrigeran

HitamR-76411PerakR-71710

Biru hijauR-5039Ungu mudaR-5028

KuningR-5007Biru tuaR-1146

Ungu tuaR-1135HijauR-224

Biru muda dengan strip biru tuaR-133PutihR-122JinggaR-111

WARNA TABUNGREFRIGERAN

19

Pertimbangan memilih Refrigeran

Mempunyai titik didih yang rendah, harus lebih rendah daripada temperatur evaporator yang direncanakanMempunyai tekanan kondensasi yang rendah. (Tekanan kondensasi yang tinggi memerlukan kompresor yang besar dan kuat, juga pipa-pipanya harus kuat dan kemungkinan bocor besar)Mempunyai tekanan penguapan yang sedikit lebih tinggi dari atmosfir. apabila terjadi kebocoran, udara luar tidak dapat masuk kedalam sistem. (Perhatikan NBP-nya) Kecuali beberapa sistem bekerja dalam keadaan vakum.Mempunyai kalor laten uap yang besar, agar jumlah panas yang diambil oleh evaporator dari ruangan jadi besarApabila terjadi kebocoran, mudah diketahui dengan alat-alat yang sederhanaHarganya murah.

BAB VIII REFRIGERAN


20

Refrigeran NH3

NH3 telah digunakan sejak lama, dan dapat digunakan sebagai pengganti R22, malah dalam beberapa hal mempunyai kelebihandari R22.NH3 lebih cocok untuk plant yang besar.Kerugiannya adalah :1. koefisien isentropik yang tinggi (NH3 = 1,31; R22 =

1,18; R12 = 1,14)2. Beracun dan mudah terbakar, sehingga

dibutuhkan instalasi dan penanganan yangkhusus.

21

Perbandingan Refrigeran (1)

Perbandingan Temperatur Discharge

BAB VIII REFRIGERAN


22

Perbandingan Refrigeran (2)

Perbandingan Tekanan

23

Refrigeran Sekunder

BAB VIII REFRIGERAN


24

Sistem Langsung & Tak Langsung

Sistem langsung : refrigeran dalam koil langsung mendinginkan produk/udara yang didinginkan.Sistem Tak Langsung : refrigeran tak langsung mendinginkan produk/udara yang didinginkan, tetapi menggunakan refrigeran sekunder.

25

Sistem refrigerasi tak langsungDigunakan bila :

Lokasi benda yang didinginkan jauh dari mesin pendinginnyaAda resiko kontaminasi refrigeran pada produk yang didinginkanKemudahan distribusi pendingina diperlukan.

Digunakan refrigeran sekunder (chilled liquid) misalnya : Air, ethylene, glycol.Air digunakan bila temperatur kerja di atas 0 oC.Larutan garam (campuran air dengan garam), disebut BRINE. Fungsi garam dalam larutan adalah untuk menurunkan titik bekunya. Yang paling banyak dipakai adalah : Kalsium klorida (CaCl) dan natrium klorida (NaCl)

BAB VIII REFRIGERAN


26

Sistem refrigerasi tak langsung

27

Perbandingan Refrigeran sekunder

BAB VIII REFRIGERAN


28

Energi pemompaan relatif yang dibutuhkan

29

Titik beku Refrigeran sekunder

- 49.459

- 39.855- 40.355

- 31.95017.0100- 36.750

- 26.145- 1.690- 33.145

- 20.840- 35.850- 20.880- 29.440

- 16.435- 30.045- 38.970- 25.135

- 12.830- 24.740- 34.760- 19.230

- 9.525- 20.035- 23.050- 14.725

- 7.220- 15.830- 15.440- 10.420

- 5.315- 12.225- 9.530- 6.815

- 3.310- 8.820- 4.820- 4.710

- 1.75- 5.315- 1.610- 2.25

°C% by Vol°C% by Vol°C% by Wt°C% by Wt

Propylene GlycolEthylene GlycolGlycerineAlcohol

BAB VIII REFRIGERAN


30

Refrigeran Sekunder (CaCl2)

-462.731.29530-552.741.29029.87

- 29.42.881.23325- 18.03.081.18220- 10.33.311.13315- 5.43.571.08710- 2.43.861.0445

04.181.0000

Freezing temperature

(°C)

Specific heat at 15.5°C (kJ/kgK)

Density at 15.5°C (kg/L)

Amount of CaCl2 in solution

(% by mass)

31

Refrigeran Sekunder (NaCl)

- 8.83.291.19125- 21.13.331.17523- 16.83.401.15020- 11.13.541.11115- 6.43.711.07210- 2.83.921.0355

04.181.0000

Freezing temperature

(°C)

Specific heat at 15.5°C (kJ/kgK)

Density at 15.5°C (kg/L)

Amount of NaCl in solution

(% by mass)

BAB VIII REFRIGERAN


32

Refrigeran dan Lingkungan

33

Refrigeran dan lingkungan Kandungan unsur klorin (Cl) pada refrigeran menyebabkan efek perusakan Ozon di Atmosfir(bila terurai). Ukuran potensi perusakan Ozonedisebut dengan ODP (Ozone Depletion Potential)Kandungan unsur fluor (F) pada refrigeran menyebabkan efek rumah kaca di atmosfir.Ukuran potensi penghasil efek rumah kaca disebut dengan GWP (Global Warming Potential)Refrigeran alternatif salah satunya adalah CO2, NH3, Hidrokarbon (HC).

BAB VIII REFRIGERAN


34

Lapisan Ozon di Atmosfir BumiLapisan Ozon : 16 – 50 Km di atas permukaan bumi.

O3 berfungsi menyaring/ mengurangi instensitas UV masuk ke bumi.

Terbentuk secara alamiahdari O2 menjadi O3 denganbantuan UV

35

Terbentuknya Ozon (O3)

BAB VIII REFRIGERAN


36

Perusakan OzonDampak perusakan Ozonadalah hilangnya lapisanfilter UV alami.

Dampak berlebihnya UV : • Resiko Penyakit kanker kulit.• Peningkatan penyakit mata

(katarak)• Berkurangnya imunitas

(kekebalan) manusia• Hasil bumi berkurang• Berkurangnya perkembangan

phytoplankton (rantai makananterganggu)

37

Kondisi Lubang Ozon 1991 - 1994

BAB VIII REFRIGERAN


38

Lubang Ozon bulan September 2006

“Largest hole in the record.”~Size of North America

Source: NASA

39

Terurainya O3 oleh Klorin

CF2Cl2 + UV Cl + CF2ClCl + O3 ClO + O2

ClO + O3 2O2 + ClCl + 2O3 3O2 + Cl

+

BAB VIII REFRIGERAN


40

Ozon Depletion Potential (ODP)

Ukuran yang menyatakan tingkat potensiperusakan akibat gas terhadap OzonUkuran yang dinyatakan relatif terhadaptingkat perusakan ozon oleh R-11Contoh :

R-11, ODP = 1R-12, ODP = 0.8R-134a, ODP = 0

41

BAB VIII REFRIGERAN


42

Radiasi Surya

Emisi Radiasi Inframerah

=Radiasi Surya = Emisi Radiasi inframerah

Input = output =≈235 Watts per square

meter

43

Global Instrumental Temperature Record

Dep

artu

res

in te

mpe

ratu

re (°

C)

from

the

1961

-199

0 av

erag

e

5 Warmest years so far:1. 20052. 1998 (El Niño year)3. 20024. 20035. 2004

Sumber : Diskusi Panel Pemanasan GlobalApa Yang Dapat Dilakukan Dunia Properti?Mercantile Athletic Club, 24 Agustus 2007Colliers International - IAI - REI - AMPRI - IAFBI

BAB VIII REFRIGERAN


44

1970 2005

Kilimanjaro

Sumber : Diskusi Panel Pemanasan GlobalApa Yang Dapat Dilakukan Dunia Properti?Mercantile Athletic Club, 24 Agustus 2007Colliers International - IAI - REI - AMPRI - IAFBI

45

Global Warming Potential (GWP)

Ukuran yang menyatakan tingkat potensiuntuk menimbulkan efek rumah kacaUkuran dinyatakan relatif terhadap tingkatefek rumah kaca dari CO2Contoh :

CO2, GWP = 1R-12, GWP = 7300R-134a, GWP = 1300

BAB VIII REFRIGERAN


46

Total Equivalent Warming Impacts (TEWI)

⎪⎪⎪⎪

⎭

⎪⎪⎪⎪

⎬

⎫

⎪⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪⎪

⎨

⎧

+

⎪⎪⎪⎪

⎭

⎪⎪⎪⎪

⎬

⎫

⎪⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪⎪

⎨

⎧

=

productionenergy from CO

EffectIndirect

emission)nt (Refrigera

EffectDirect

TEWI

2

47

Total Equivalent Warming Impacts (TEWI)300 Ton Chillers And Cooling Towers At Two Cost Levels

00

5050

100100

150150

Direct Direct -- RefrigerantRefrigerantIndirect Indirect -- ElectricElectric

RR--1111 RR--123123 RR--2222RR--1212 RR--134a134a

Com

para

tive

War

min

g (

%)

Com

para

tive

War

min

g (

%)

BAB VIII REFRIGERAN


48

Peta ODP dan GWP

11

22 33

1111

1131131212

114114115115

ODPODP

ODPODP

GWP (100 Year)GWP (100 Year)

123123152a152a

141b141b

3232 134a134a

2222142b142b

125125143a143a00

0.020.02

0.040.04

0.060.06

0.080.08

0.100.10

0.120.12

00 500500 1000100015001500200020002500250030003000

0.140.14

123123152a152a

141b141b

3232 134a134a

2222142b142b

125125 143a143a00

0.020.020.040.040.060.060.080.080.100.100.120.12

00 500500 10001000 15001500 20002000 25002500 30003000

0.140.14

Halocarbon GWPHalocarbon GWP

44

49

0.2 0.0 2000 4000 6000 80000.40.60.81.0

CFC-1112

113114115

HCFC-22123124

141b142b

HFC-32125

134a143a152a

227ea236fa245fa

ODP VERSUS GWP

©JMC

BAB VIII REFRIGERAN


50

Kesepakatan dunia

The Montreal Protocol (1987) : Kesepakatan untukproteksi terhadap lapisan ozon akibat ODS (“OzonDepletion Substance”) dengan cara “phase out” produksibeberapa bahan yang dipercayai merusak ozon, antaralain CFC, refrigeran yang mengandung klorin (Cl).The Kyoto Protocol (1997) : Kesepakatan untukmengurangi emisi gas-gas penyebab efek rumah kaca(“greenhouse effect”). Gas yang diprioritaskan dikurangiemisinya adalah al. : karbondioksida (CO2), metana, nitrous oxide (N2O), Sulfur hexafluoride (SF6), Hydro Fluoro Carbon (HFC)

51

Solusi :

Cari sistem lain : ThermoelectricSiklus udaraThermoacousticDll.

Cari substansi (bahan atau refrigeran) yang tidakmerusak ozon (ODP rendah) dan sedikit/tidakmenimbulkan efek rumah kaca (GWP rendah) :

CO2NH3HC

BAB VIII REFRIGERAN


52

53

Pengganti Refrigeran

POE 32,125,134a 17700.000 LM R 502 R 407A

POE 125,143a,13 4a 37480.000 LM R 502 R 404A

AB,MO,POE 290,22,218 (22) -1350 0.025 LM R 502 R 403B

AB,MO,POE 22,115(22)-1350 (115)-9300 0.330 LM -R 502

AB,MO,PAG, POE Hydrocarbon Blend <3 0.000 LMH R 502 HC 502a®

POE 32,125 17250.000 MH R 22 R 410A

POE 32,125,134a 15250.000 MH R 22 R 407C

AB,MO,POE 22 13500.055 LMH -R 22

AB,MO,PAG, POE Hydrocarbon Blend <3 0.000 LMH R 22 HC 22a©

PAG,POE 134a 13000.000 MH R 12 R 134a

AB,MO,POE 12 66501.000 LM -R 12

AB,MO,PAG ,POE Hydrocarbon Blend <3 0.000 LMH R 12 HC 12a

Lubricant CompatibilityComponents GWP(100 years)ODP ApplicationSimilar To Refrigerant

AB = AlkylbenzeneMO = Mineral oilPAG = Polyalkylene glycolPOE = Polyol ester

Sumber : EARTH FRIENDLY HC BLENDS, I. Oprea, Universitatea "Dunarea de Jos – Galati"

BAB VIII REFRIGERAN


54

55

Beralih ke Hidrokarbon

Karena :Biaya ganti sistem mahalRamah Lingkungan (ODP = nol, GWP rendah)Drop in substitute (tak perlu ganti sistem)

Persoalan yang dihadapi :FlammableButuh teknisi yang disiplin

BAB VIII REFRIGERAN


56

Refrigerant Classification ASHRAE Standard 34-2004 Refrigerant Classification

Higher Toxicity Lower Toxicity

B1R-123

A1R-11, R-12, R-134a

No Flame Propagation

B2Ammonia

A2R-142b, R-152a

Lower Flammability

B3 A3

Propane, Butane Higher

Flammability

Safety Group

IncreasingToxicity

IncreasingFlammability

57

Perbandingan R-12 dan penggantinya

~ 0.75 Lt ~ 0.86 Lt ~ 0.90 Lt Average System Charge by Volume

<300 grams ~ 840 grams ~ 900 grams Average System Charge by Weight

Low High MediumPower Consumption

High Low MediumEnergy Efficiency

Excellent Poor Good Cooling Performance @ 40°C

<1 ~ 16 ~ 130 Atmosphere Lifetime (Years)

No No Yes Ozone Depletion Potential I

~ 0/3 3100/ 1300 8500/8500 Global Warming Potential (20 year/100 year)

~200 °C~200 °C~200 °CLubricant Flammability (auto-ignition temperature)

Extremely Low Extremely High Very High Toxicity after ignition (by-products)

~ 460°C -~ 470°C(yes)

-800°C(non)

1100°C(non) Flammability (auto-ignition temperature)

Low Medium MediumToxicity

-29.8°C -26.6°C -29.7°C Boiling Point @ 20°C

R-600a R-290 R- 134a (100)R-12 (100)Formula

Isobutane & Propane C4H10 &

CH2CH3CH2

1,1,1,2,-Tetrafluoroethane CH2FCF3

Dichlorodifluorom ethane CCl2F2 Chemical Name

HC(HydroCarbon)

HFC(HydroFluoroCarbon)

CFC(ChloroFluorocarbon) Class

HC12 R134 a R12

Sumber : EARTH FRIENDLY HC BLENDS, I. Oprea, Universitatea "Dunarea de Jos – Galati"

BAB VIII REFRIGERAN


58

Perbandingan Tekanan Saturasi

02468

1012141618

-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70

Temperatur Saturasi (oC)

Teka

nan

(bar

)

R134aHC-12R12

59

Perbandingan Kinerja

4700W4880WHeat extraction rate

2.3K3.5KSubcooling

29.7°C33.0°CCondensing temp.Inlet cabinet

8.2K9.2KSuperheat

-0.5°C-2.45°CEvaporating temp. outlet cabinet

75% of the operating time

19.5°C19.7°CAir in temp. condenser

7.4°C7.3°CAverage evaporator air on temp.

0.5°C0.5°CAverage evaporator air off temp.

4.9°C4.6°CAverage all packages

Average Values

-1.4°C-1.2°CColdest package

13.8°C13.3°CWarmest package

ISCEON® 59R22

BAB VIII REFRIGERAN


60

Perbandingan Kinerja

14.613.814.7kWCapacity

5.44.65.1kWPower requirement

656763%Humidity in

413938%Humidity out

4.6 / 64.4 / 7.64.7 / 4.5bar/°CSuction pressure

21.3 / 55.518.5 / 55.519.5 / 52.5bar/°CCondensation pressure

88.672.798.5°CDischarge temperature

14.614.814.2°CEvaporator Air outlet

24.324.323.9°CEvaporator Air inlet

47.646.848.2°CCondenser Air outlet

35.835.836.2°CCondenser Air inlet

R407CR417AR22UnitParameter

61






BAB IX PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI


1

BAB IX

PEMIPAAN SISTEM REFRIGERASI

2WHM

Materi : Sistem Pemipaan

Penentuan ukuran pipa dan jenis pipa, pressure drop pada pipa,Penyambungan dan penggunaan pipa riser,Pengetesan kebocoran, pemvakuman dan pengisian refrigeran



3WHM

Sistem Pemipaan RefrigeranDisain sistem pemipaan refrigeran haruslah dapat :1. Cukup mensuplai refrigeran ke evaporator;2. Tidak menimbulkan drop tekanan yang berlebihan;3. Mencegah oli yang berlebihan terperangkap pada salah

satu bagian dalam sistem;4. Mencegah (setiap saat) kehilangan oli pelumas di

kompresor;5. Mencegah masuknya refrigeran cair ataupun oli yang

masuk ke kompresor saat sistem dijalankan ataupundalam keadaan “idle”;

6. Meyakinkan oli akan kembali ke ‘crankcase” kompresor7. Terhindar dari kebocoran.

4WHM

Bahan Pemipaan1. Baja hitam (Black Steel)2. Besi (Wrought Iron)3. Tembaga (Copper)4. Kuningan (Brass)5. Alumunium

Khusus untuk jenis refrigeran Amoniak (R-717), tidakboleh menggunakan pipa tembaga ataupun kuningan(harus dari bahan besi)Bila ukuran pipa < 100 mm OD, maka boleh tembagaatau besi, diatas 100 mm OD, harus menggunakanpipa Baja.



5WHM

Sambungan (fitting)

1. Screwed2. Flanged3. Flared4. Welded5. Brazed6. Soldered

6WHM

Pengerjaan Pipa untuk Flare



7WHM

Contoh Sambungan Flare

8WHM

*Except for sizes ¼” and 3/8” OD where wall thicknesses of 0.30 and 0.32 in. are required. Soft copper refrigeration tubing may be used for sizes 13/8” OD and smaller. Mechanical joints must not be used with soft copper tubing in sizes larger than 7/8” OD.

**Normally standard wall steel pipe or Type M hard copper tubing is satisfactory for air conditioning applications. However, the piping material selected should be checked for the design temperature-pressure ratings.

***Normally 125 lb cast Iron and 150 lb malleable iron fittings are satisfactory for the usual air Conditioning application. However, the fitting material selected should be checked for the design temperature-pressure ratings.

Cost brass, wrought copper or wrought brassHard copper tubing**

Welding or cast iron***Black steel pipeHOT WATER

Cost brass, wrought copper or wrought brassHard copper tubing**

Welding or cast iron***Black steel pipe**STEAM ORCONDENSATE

Cast brass, wrought copper or wrought brassHard copper tubing **

Galvanized, drainage; cast or malleable Iron***Galvanized steel pipe**DRAIN ORCONDENSATE LINES

Cast brass, wrought copper or wrought brassHard copper tubing**

Welding, galvanized; cast or malleable iron***Galvanized steel pipe**CONDENSER ORMAKE-UP WATER

Cast brass, wrought copper or wrought brassHard copper tubing**

Welding, galvanized; cast, malleable or back iron***Black or galvanized steel pipe**CHILLED WATER

Lap welded or seamless for sizes larger than 2 in. IPS300 lb welding or threaded malleable iron

Steel pipe, standard wall

Wrought copper, wrought brass or tinned cast brassHard copper tubing, Type L*

Hot Gas Line

Lap welded or seamless for sizes larger than 2 in. IPS

Standard wall for sizes larger than 1 ¼ in. IPS

Extra strong wall for sizes 1 1/2 in. IPS and smaller300 lb welding or threaded malleable iron

Steel pipe

Wrought copper, wrought brass or tinned cast brassHard copper tubing, Type L*

Liquid Line

Lap welded or seamless for sizes !larger than 2 in. IPS150 lb welding or threaded malleable iron

Steel pipe, standard wall

Wrought copper, wrought brass or tinned cost brassHard copper tubing, Type L*

Suction Line

REFRIGERANTS 12, 22, AND 500

FITTINGSPIPESERVICE

TABLE 1 RECOMMENDED PIPE AND FITTING MATERIALS FOR VARIOUS SERVICES



9WHM

Kecepatan Refrigeran(rekomendasi)

cair< 0,5Saluran cair (liquid line)

gas10 - 18Saluran keluaran (discharge Line)

gas4,5 - 20Saluran hisap (suction Line)

Fasarefrigeran

Kecepatan(m/s)Pipa

10WHM

Ukuran Pipa

linesuction line dischargeline liquid φφφ <<

Mengingat kondisi kerja yang dialami refrigeran padatiap bagian sistem berbeda, maka volume spesifikrefrigern juga berbeda, hal ini akan berpengaruh padaukuran pipa yang harus digunakan.



11WHM

Langkah-Langkah Instalasi Sistem

1. Rencanakan komponen (evaporator, kondensor, alatekspansi dan kompresor atau cooling unit dan outdoor unit) pada tempat yang diinginkan.

2. Sambungkan tiap komponen dengan pipa yang sesuai, dan lakukan penghembusan (“flushing”) pipadengan gas N2, sebelum pipa terpasang, untukmembuang kotoran.

3. Periksa kebocoran pada sambungan/pipa.4. Vakum sistem dengan benar.5. Isi refrigeran6. Jalankan sistem dan ujilah.

12WHM

Petunjuk Pemasangan PipaRefrigeran (1)1. Peralatan dan pipa haruslah rapat gas (gas tight) dan

tahan tekanan tinggi.2. Bahan yang digunakan hendaknya dipilih sesuai

dengan penggunaannya, jenis refrigeran, temperaturkerja.

3. Kecepatan gas tidak boleh terlalu tinggi. Untuk pipa gas isap : untuk pipa horisontal 3,5 m/s atau lebih, untukpipa naik 6 m/s dan untuk pipa keluar : 20 m/s ataulebih

4. Supaya instalasi refrigerasi dapat bekerja dengan baikdalam segala keadaan operasi siklus refrigerasi (bebanpenuh, beban parsial, beban rendah, start, berhenti), maka peraturan umum instalasi pipa harus dipenuhi.



13WHM

Petunjuk Pemasangan PipaRefrigeran (2)5. Panjang pipa yang menghubungkan setiap peralatan

harus sependek mungkin.6. Usahakan agar belokan yang dipakai tidak banyak dan

dengan jari-jari belokan yang besar sehingga rugi gesekyang terjadi pun minimal.

7. Oleh karena katup stop biasanya memberikan kerugiantekanan yang lebih besar daripada yang dapat terjadikarena aliran dalam pipa dan kemungkinan kebocorangas hendaknya digunakan jumlah katup yang minimal.

8. Jumlah sambungan yang dapat menyebabkankebocoran gas harus minimal. Jadi instalasi pipa harusrapat-gas, tidak boleh terjadi kebocoran.

14WHM

Petunjuk Pemasangan PipaRefrigeran (3)9. Hendaknya dapat dihindari kemungkinan terjadinya

variasi temperatur sepanjang pipa terutama di dalampipa isap dan pipa cairan.

10. Semua pipa horisontal harus sedikit dimiringkan kebawah, kira-kira dengan kemiringan 1/250, supayarefrigeran yang ada di dalamnya dapat mengalirdengan baik.

11. Jumlah perangkap (pipa U) atau pipa buntu (Blind pipe), dimana pelumas dapat berhenti, harus diusahakanminimal.

12. Untuk mencegah minyak pelumas mengalir lagi kekompresor dalam jumlah besar, pada waktu kompresorbekerja, hendaknya dipasang perangkap (trap) padabagian yang lebih rendah dari pipa naik.



15WHM

Petunjuk Pemasangan PipaRefrigeran (4)13. Gunakan petunjuk yang benar dalam memasang pipa

sesuai dengan yang disyaratkan vendor14. Pasang pipa ekspansi bila diperlukan untuk

mengkompensasi pemuaian pipa15. Bagian pipa yang diperkirakan mudah/cepat rusak

hendaknya diberi katup pelindung. Pipa dapat dipasangsekurang-kurangnya 2 meter di atas lantai atau ditanamdi bawah permukaan tanah dengan pelindung yang baik.

16. Persyaratan teknik yang diminta dan telah ditetapkandalam peraturan standar harus dipenuhi.

16WHM

Contoh Instalasi pipa

Single riser dan pitch diperlukan

Pemasangan Double Riser



17WHM

Contoh Instalasi Pipa Suction

18WHM

Pemeriksaan Kebocoran

1. Mencari kebocoran dengan air sabun (soap bubbles)

2. Diberi tekanan lalu direndam dalam cairan/air3. Alat pencari kebocoran dengan nyala api

(Halida Torch)4. Detektor kebocoran elektronik (Electronic leak

detector)5. Mencari kebocoran dengan zat pewarna

(colored tracing agent)



19WHM

1. Mencari kebocoran dengan air sabun (soap bubbles)

Air sabun biasanya dipakai dalam keadaan terpaksa, bila alat pencarikebocoran yang lain tidak ada lagi. Mencari kebocoran dengan air sabunadalah yang termurah dan tersederhana.Kebocoran yang dapat diketahui letaknya tepat pada tempat yang bocoratau dimana ada gelembung gasnya.Air sabun hanya dapat dipakai untuk mencari kebocoran yang tidak terlalubesar dan pada tempat-tempat yang terlihat dengan mata dan dapat dicapaioleh tangan kita. Memakai air sabun harus pada bagian sistem yang ada tekanannya(Tekanan diatas tekanan Atmosfir).Setelah selesai pencarian kebocoran, jangan lupa dibersihkan lagi air sabun dari permukaan pipa dan sambungan pipa.Selain sabun juga dapat memakai minyak yang encer atau lain macamcairan yang khusus dibuat untuk mencari kebocoran tersebut.

20WHM

2. Diberi tekanan lalu direndamdalam air/cairan

Sebaiknya komponen yang akan diperiksakebocorannya diberi R-22 atau udarakering. Jangan memakai udara ruang.Komponen harus bertekanan cukup besarhingga + 150 psig. Tekanan tersebutjangan melebihi tekanan maksimum yang diperbolehkan.



21WHM

3. Alat pencari kebocoran dengannyala api (Halida Torch)

Bahan bakar : alkohol, propane, butane, acytheline atau gas alam. Khusus mencari bahanpendingin halogen yaitu bahan pendingin yang mengandung unsur : fluorine, chlorine, iodine danbromine. Nyala :

Tidak ada kebocoran bahan pendingin biruSedikit kebocoran bahan pendingin ada warna

Nyala api dari halida torch jangan terlalu besarkarena dalam kebocoran yang kecil tidak akanmengubah atau mempengaruhi nyala apinya

22WHM



23WHM

4. Detektor kebocoran elektronik(Electronic leak detector)

Yang diukur adalah tahanan elektronikdari gas (udara). Jika ada bahanpendingin yang sedang diukur maka arusyang mengalir akan berubah danperubahan ini dapat dinyatakan denganperubahan jarum pada meter, bunyi ataulampu.Electronic leak detector ini sangat peka.Jangan merokok waktu memakai alattersebut karena asap rokok dapatmempengaruhi kerja alat tersebut.

24WHM

5. Mencari kebocoran dengan zatpewarna (colored tracing agent)

Disebut juga liquid tracer.Dipakai dengan cara memasukkan cairan tersebutdalam sistem, agar bercampur dengan bahan pendingindan ikut bereaksi ke semua bagian sistem. Tambahan cairan (liuid tracer) tersebut harus stabil, tidak boleh bereaksi dengan bahan pendingin, minyakpelumas mesin atau logam yang banyak dipakai padasistem pendingin, juga jangan sampai membuat buntupada saringan dan evaporator. Pada umumnya bahantambahan tersebut dapat dipakai untuk semua bahanpendingin, golongan fluorocarbon, amonia dan lain-lain.Salah satunya : visoleak, trace, Dytel.



25WHM

Manifold Gauge

26WHM

Manifold Gauge

Ke Low Pressure Side / Suction

Compresor

Ke High Pressure Side / Discharge

Compresor

Ke Vacuum Pump atau

TabungRefrigeran



27WHM

Adapter

28WHM

Pompa Vakum dan pemvakuman



29WHM

Mem-vakum Sistem AC SPLIT

30WHM

Pemvakuman1. Pasangkan Adapter ke selang pengisian.2. Lepaskan cap/penutup dari katup servis pada

saluran refrigeran3. Pasangkan manifold gauge(a) Tutuplah semua katup pada manifold gauge.(b) Pasangkan adapter ke katup servis.

4. Keluarkan udara dari sistem(a) Hubungkan pompa vakum dengan adapternya,

pada saluran/selang warna kuning di manifold gauge

(b) Buka katup sisi tekanan rendah dan tinggi danjalankan pompa vakum

(c) Setelah kira-kira 10 menit atau lebih, periksatekanan rendah pada pressure gauge. Bila tekananmenunjukkan 750 mmHg (30 in. Hg) atau lebih, hentikan pemvakuman. Dan lakukan pemeriksaankebocoran. Lakukan perbaikan

(d) Tutuplah kedua katup, dan hentikan pemvakuman.(e) Biarkan selama 5 menit, dan perhatikan pressure

gauge.



31WHM

Pengisian Refrigeran

32WHM

Pengisian RefrigeranLangkah pengisian :1. Pastikan katup-katup pada manifold gauge

tertutup dengan baik, dan sistem sudah dalam keadaan vakum.

2. Pasangkan selang refrigeran (warna kuning) ke manifold. Sebelum dipasang lakukan “flushing”untuk membuang udara dalam selang.

3. Buka katup Hi atau Lo, untuk mengisi refrigeran, buka katup refigeran.

4. Bila jumlah refigeran yang harus dimasukan telah diketahui, gunakan timbangan atau gunakan Charging Cylinder

5. Bila refrigeran yang harus diisikan tidak diketahui atau akan dikira-kira, isikan refrigeran kira-kira sebagian saja. Baru kemudian kompresor dijalankan, dan refrigeran diisikan sedikit demi sedikit. Perhatikan tekanan kerja evaporator dan arus listrik ke kompresor.

6. PENTING : JANGAN MENJALANKAN KOMPRESOR BILA SISTEM DALAM KEADAAN KOSONG DARI REFRIGERAN.



33WHM

Alat Pengisian Refrigeran dengantimbangan (Charging Weight)

34WHM

Pengisian fasa gas



35WHM

Pengisian fasa cair

36WHM

Pengisian fasa cair (dengan throttling di pipa)



37WHM





BAB X KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI


1

BAB X

KOMPONEN PENDUKUNG SISTEM REFRIGERASI

2WHM

Materi : Komponen PendukungJenis kontrol refrigerasi (Kontrol kelistrikan dan Kontrol aliran/ mekanik)Fungsi dan instalasi mekanik dari Elemen-elemen/ komponen-komponen kontrol kelistrikan: Solenoid valve, Katup solenoid, Thermostat, Saklar laju aliran (flow switch), Delay relay, Defrost timer, Pressure stat, Oil press stat, Overload protector, Starting relay, Running –Starting Capacitor, HumidistatFungsi, Konstruksi dan cara kerja – instalasi dari Elemen-elemen/ komponen-komponen Kontrol mekanik: Liquid receiver, Accumulator, Oil separator, filter dryer, sight glass, Strainer, Liquid-suction heat exchanger, 2-3-4 way valve, 4 way reversing valve, Evaporator Press Reg, Condensing Press Reg, Crankcase Press Reg, Suction Press Reg, Discharge Pressure Reg, Hot gas bypass valve, Load unload sol valve, Water Flow Reg, Sol valve, Check Valve, Service Valve, Relief Valve, Liquid Refri. Distributor, Oil Press Reg, Var. Refrigerant Vol. Contr, Muffler, vibration eliminator, Oil Separator, Purging UnitContoh aplikasi sistem kontrol refrigerasi : Instalasi sistem 1 outdoor unit dengan 2 indoor unit beda set temperatur,Sistem water cooled condensor dan cooling tower, Kelistrikan sistem freezer.



3WHM

Komponen Pendukung

Komponen pendukung merupakankomponen tambahan sistem refrigerasikompresi uap supaya sistem dapatbekerja lebih lancar, aman dan terkendali.Agar sistem bekerja sesuai dengankondisi yang diinginkanTerdiri dari komponen kontrol (mengatur) dan komponen indikator (penunjuk).

4WHM

Alat kontrol :

Alat kontrol aliran refrigeran (mekanik)(EPR, CPR, Check Valve, dll)Alat kontrol kelistrikan(Saklar, MCB, Relay, Kontaktor, time delay relay, dll.)Alat kontrol gabungan (mekanik dan listrik)(solenoid valve, HLP, thermostat, DifferensialPressure)



5WHM

Liquid Receiver danAccumulator

Liquid receiver berfungsi sebagaipenerima / penyimpan cairanrefrigeran yang berasal darikondensor sehingga refrigeran yang mengalir ke liquid line benar-benarcair, juga berfungsi sebagaipenampung refrigeran pada saatsistem pump down.Accumulator fungsinya samadengan liquid receiver yaitusebagai penyimpan cairanrefrigeran yang berasal darievaporator untuk mencegahmasuknya cairan tersebut ke dalamkompresor dan meyakinkan yang masuk kompresor adalah fasa gas.

6WHM

Liquid to Suction Heat Exchanger (penukar kalor liquid - suction)

Beberapa sistem refrigerasi dilengkapi dengan penukar kalor, jalurcair ke hisap (liquid suction), yang menurunkan suhu (subcool) cairandari kondensor dengan uap hisap (suction vapour) yang datang darievaporator.Keuntungan : naiknya efek refrigerasi sehinggga kapasitas dankoefisien prestasi tampaknya dapat ditingkatkan. Terjaminnya fasarefrigeran gas masuk ke kompresor.Kerugian : Kompresor semakin panas, karena refrigeran masukkompresor lebih superhated.



7WHM

Filter Drier

Alat ini dipasang pada daerah liquid line atau sebelumTXV dan sight glass.Fungsinya untuk menyaring refrigeran dari kotoran danmengeringkan refrigeran dengan cara menyerap uap air yang terkandung dalam refrigeran.

8WHM

Filter Drier1. Inlet2. Spring3. Solid core4. Polyester mat5. Perforated plate6. Seal cap (Flare/Solder Connection 1. Plug

2. Flange bolt3. Flange4. Flange gasket5. Spring6. Core holder, top7. Solid core8. Strainer9. Gasket10. Core holder, bottom11. O-ring12. Filter drier housing



9WHM

Sight GlassAlat ini dipasang setelah filter dryer pada liquid lineBerfungsi untuk melihat apakahrefrigeran yang melewati sight glass benar-benar cair atauuntuk melihat cukup-tidaknyarefrigeran yang mengalir dalamsistem.Menunjukkan apakah dalam refrigeran terdapat uap air, terlihat dari indikator warna pada sight glass (1)

10WHM

Solenoid ValveBerfungsi untukmenghentikan ataumeneruskan cairanrefrigeran dalam sistemrefrigerasi.Jika dipasang pada liquid line, akan menjagarefrigeran terperangkap disisi tekanan tinggi danmenurunkan kerjakompresor saat awaldijalankan.



11WHM

Evaporator Pressure RegulatorDigunakan untukmempertahankan tekananevaporasi di evaporator pada tekanan yang ditentukan.

1. Protective cap2. Gasket3. Setting screw4. Main spring5. Valve body6. Equalization bellows7. Valve plate8. Valve seat9. Damping device10. Pressure gauge connection11. Cap12. Gasket13. Insert

12WHM

Crankcase Pressure RegulatorBerfungsi untuk menjaga tekanan masukan kompresor.

1. Protective cap2. Gasket3. Setting screw4. Main spring5. Valve body6. Equalization bellows7. Valve plate8. Valve seat9. Damping device



13WHM

Condensing Pressure RegulatorBerfungsi untuk menjaga tekanan kondensasi di Kondensor.

KVR1. Seal cap2. Gasket3. Setting screw4. Main spring5. Valve body6. Equalizing bellows7. Valve plate8. Valve seat9. Damping device

10. Manometer connection11. Cap12. Gasket13. Insert

NRD1. Piston2. Valve plate3. Piston guide4. Valve body5. Spring

14WHM

Oil Separator

Berfungsi mencegah ikutnyaoli bersirkulasi dalam sistem.Mengembalikan oli yang terbawa di saluran discharge agar kembali ke crankcase compresor.



15WHM

Check Valve

Mencegah aliran balik pada saluran/pipa.

16WHM

Service Valve



17WHM

StrainerBerfungsi untuk menyaring kotoran dalam sistem (pipa refrigeran atau oli)

1. Strainer housing2. Strainer3. Gasket4. Cover5. Screw11. Flange (tongue)12. Flange (groove)13. Flange gasket14. Flange screw

18WHM

Starting Relay

Starting Relay

Contoh rangkaian pada kulkas



19WHM

Defrost TimerBerguna untuk mengatur defrostDigerakkan oleh motor yang berputar + 144 rpmPengaturan dalam 24 jam terjadi 3 – 4 kali defrost, dengan durasi 10 sampai 30 menitKadang ada defrost timer yang mempunyaiwaktu tunggu 1,5 – 3 menit sebelum kompresordan fan evaporator bekerja, setelah kontakberpindah, supaya ada waktu kondensatmengalir keluar evaporator.

20WHM

Defrost Timer 4 TerminalTerdiri dari :

Motor timerSusunan roda gigi,Poros3 (Tiga) buah terminal SPDT

Kontak 2 dihubungkan ke defrost heater dan defrost termostatKontak 4 dihubungkan ke Kompresor dan fan evaporator.



21WHM

22WHM

Thermostat

Berfungsi sebagai pengatur temperatur atau sebagai pengaman.Berisi :

gas (vapour charge), berisi cairan dalam keadaan saturasi (campuran)adsoprsi (adsorption charge), berisi gas superheated dan partikel padat bersifat adsorpsi.



23WHM

Thermostat 1. Temperature setting spindle2. Differential setting spindle3. Main arm7. Main spring8. Differential spring9. Bellows12. Switch13. Terminals14. Earth terminal15. Cable entry16. Tumbler17. Sensor

24WHM

PressurestatBerfungsi untuk menjaga tekanan berlebihan dalam sistem (tekanan terlalu tinggi atau tekanan terlalu rendah). Dapat digunakan juga sebagai pengatur jalannya fan kondensor ataupun evaporator.Jenis

High Pressure stat (HP)Low Pressure stat (LP)High and Low Pressure stat (HLP)

Konstruksinya dilengkapi dengan saklar Single Pole Double Throw (SPDT switch). Posisi saklar ditentukan oleh setting dan tekanan kerja sistem



25WHM

Pressurestat (LP / HP)

1. Low pressure (LP) setting spindle2. Differential setting spindle, LP3. Main arm5. High pressure (HP) setting spindle7. Main spring8. Differential spring9. Bellows10/11. LP/HP connection

12. Switch13. Terminals14. Earth terminal15. Cable entry16. Tumbler18. Locking plate19. Arm30. Reset button

26WHM

Pressure Stat (HLP)1. Low pressure (LP) setting spindle2. Differential setting spindle, LP3. Main arm5. High pressure (HP) setting spindle7. Main spring8. Differential spring9. Bellows10. LP connection11. HP connection12. Switch13. Terminals14. Earth terminal15. Cable entry16. Tumbler18. Locking plate19. Arm30. Reset button



27WHM

Differential Pressure ControlBerfungsi sebagai pengaman untuk menjaga tekanan oli pelumas terlalu rendah. Bila tekanan oli turun, beberapa saat kemudian, differential pressure control akan menghentikan kompresor.

1. Connection to pressure side of lubrication system, OIL2. Connection to suction side of refrigeration plant, LP3. Setting disc4. Reset buttom5. Test device

28WHM

Safety Relief Valve



29WHM

Four-Way Valve

Refrigeration Heat Pump

30WHM

Con

toh

Inst

alas

isi

stem

refri

gera

si



31WHM

Con

toh

Inst

alas

isi

stem

refri

gera

si

32WHM

Con

toh

Inst

alas

isi

stem

refri

gera

si



33WHM

Contoh Sistem & Kelistrikannya

34WHM

Sistem Kontrol 3 Evaporator



35WHM

Sistem Kontrol

36WHM


Cari dan pelajari tentang :Differensial Oil Pressure, Thermostat, High and Low Pressurestat, Water Regulator, Three Way Valve, Four Way Valve.Pelajari :

1. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd ed., John Wiley and Sons, Chapter 19.

2. Althouse, dkk., Modern Refrigeration and Air Conditioning, The Goodheart-Willcox Company, Inc., 2003. Chapter 13


DAFTAR PUSTAKA

1. http://www.usd.edu/phys/keller.cfm 2. Dossat Roy J. Principles of Refrigeration 2nd Ed. John Wiley & Son. 3. Arora CP. Refrigeration And Air Conditioning (in SI Unit). Tata

McGraw-Hill.

4. JP Holman, Perpindahan Kalor, terjemahan E. Jasjfi, Erlangga. 5. FP Incropera & DP De Witt, Fundamentals of Heat and Mass Transfer,

John Willey & Son.

6. Hand book of ASHRAE 2005 : Fundamentals (SI) 7. Hand book of ASHRAE 2006 : Fundamentals (SI) 8. Hand book of ASHRAE 2007 : Fundamentals (SI) 9. Hand book of ASHRAE 2008 : Fundamentals (SI) 10. John H. Lienhard IV / John H. Lienhard V, A Heat Transfer Textbook,

3rd Edition, 2002

11. http://www.et.web.mek.dtu.dk/Coolpack/ 12. Althouse, dkk., Modern Refrigeration and Air Conditioning, The

Goodheart-Willcox Company, Inc., 2003.

13. Diskusi Panel Pemanasan Global : Apa Yang Dapat Dilakukan Dunia Properti? “, Mercantile Athletic Club, 24 Agustus 2007, Colliers International - IAI - REI - AMPRI - IAFBI

14. EARTH FRIENDLY HC BLENDS, I. Oprea, Universitatea "Dunarea de Jos – Galati"

15. Buku Manual Penggunaan Komponen Refrigerasi 16. Buku Katalog Komponen Sistem Refrigerasi


L A M P I R A N

1. Diagram Psikrometrik dan Diagram P-h

2. Garis Besar Program Pengajaran (GBPP)

3. Satuan Acara Pengajaran (SAP)

Diagram - Diagram LAMPIRAN

WHM - Pelatihan Teknik

Diagram Psikrometri

L A M P I R A N

Garis Besar Program Pengajaran (GBPP)

MK : Refrigerasi Dasar

No Rev : 001 Tgl. Berlaku : Hal 1 dari 6

Dokumen Internal POLBAN

DOKUMEN GARIS-GARIS BESAR PROGRAM PEMBELAJARAN

JURUSAN : Teknik Refrigerasi dan Tata Udara PROGRAM STUDI : Teknik Pendingin dan Tata Udara

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

GARIS-GARIS BESAR PROGRAM PEMBELAJARAN

JUDUL MATA KULIAH Dasar Refrigerasi PRASYARAT Termodinamika, Perpan NOMOR KODE/SKS 3 SKS TEORI 4 Jam/Minggu SEMESTER 2 PRAKTIK 3 Jam/Minggu PRASYARAT Termodinamika. JUMLAH MINGGU 18 Minggu RINGKASAN TOPIK Mata Kuliah ini membahas mengenai pengertian sistem refrigerasi; cara kerja sistem

refrigerasi kompresi uap; jenis dan fungsi serta pemilihan : komponen-komponen utama sistem refrigerasi kompresi uap, komponen-komponen tambahan; pemilihan refrigeran, pemipaan sistem refrigerasi, efek yang terjadi dengan berbagai perubahan kondisi kerja, Pelumas kompresor, komponen kontrol sistem refrigerasi dan contoh-contoh aplikasi sistem kontrol refrigerasi.

KOMPETENSI YANG MENUNJANG 1. Mengoperasikan Peralatan Sistem Refrigerasi (Kompetensi 1.1) 2. Melakukan Perawatan, Perbaikan dan Troubleshooting Sistem Refrigerasi (Kompetensi

No. 2.1) 3. Menginstalasi Mekanik Refrigerasi Dan Tata Udara (Kompetensi No. 3.1) 4. Menginstalasi Refrigerasi (Kompetensi No. 3.2) 5. Memilih Komponen Sistem Refrigerasi Dan Tata Udara (Kompetensi No. 5.4)




TUJUAN PEMBELAJARAN UMUM (TPU)

Setelah mengikuti mata kuliah ini, mahasiswa mampu menjelaskan dan mengidentifikasi komponen sistem refrigerasi dan menjelaskan cara kerja dari sistem refrigerasi kompresi uap.

TUJUAN PEMBELAJARAN KHUSUS (TPK)

1. Mahasiswa mampu menjelaskan cara kerja sistem refrigerasi dan menggambarkan sistem pada diagram P-h.

2. Mahasiswa mampu menentukan langkah penginstalasian dan pengerjaan pemipaan sistem refrigerasi kompresi uap.

3. Dalam situasi praktik, mahasiswa dapat mengidentifikasi komponen dan menjelaskan kerja dari sistem refrigerasi kompresi uap.

No. Pokok Bahasan Sub Pokok Bahasan Total Jam

Referensi

TEORI

1. Pendahuluan, Jenis dan Contoh Aplikasi system Refrigerasi

- Pengertian refrigerasi, - Jenis sistem refrigerasi menurut metoda (Refrigerasi Mekanik

dan non mekanik), - Jenis sistem refrigerasi menurut aplikasinya (Refrigerasi

domestik, transportasi, komersial, dan tata udara (industri/kenyamanan)

4 / 3 1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981


3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland, 2004.

4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006);

2. Review Satuan dan Besaran Review Termodinamika dan Perindahan Panas

- Energi, entalpi, daya, kerja, debit. - Siklus carnnot, siklus refrigerasi (reverse carnot), Mesin kalor,

mesin refrigerasi, Diagram p-H, - modus-modus perpindahan panas (konduksi, konveksi, dan

radiasi)








3. Siklus Refrigerasi Kompresi uap Sederhana

- Konsep perubahan fasa fluida dan tekanan/ temperatur jenuh. - Proses evaporasi, kondensasi, ekspansi dan kompresi. - Perhitungasn kinerja sistem (efek refrigerasi, kerja kompresi,

heat rejection, COP)





4. Siklus refrigerasi aktual - Efek-efek drop tekanan pada saluran pipa, suction/discharge kompresor,

- Pengaruh-pengaruh perubahan parameter thd kinerja sistem (Perubahan tekanan/ temperatur kerja, efek pemanasan pada kompresor, pengaruh rugi termal pada proses throttling)





5. Kompresor dan sistem Pelumasan kompresor

- Fungsi, Jenis dan konstruksi. - Penentuan volume langkah piston (piston displacement) - Penentuan efisiensi volumetrik pada kompresor - Penentuan kerja yang dibutuhkan pada kompresor - Pengaturan putaran kompresor jenis opentype - Pelumasan pada kompresor - Syarat-syarat pelumas yang baik (al. kekentalan, flash point,

floc point, pour point), - Sifat, jenis dan karakteristik, efek pelumas dalam sistem





6. Kondenser - Fungsi, Jenis dan konstruksi. (Air Cooled Condensor, Water Cooled Condensor)

- Penentuan kalor yang dilepas di kondensor dan heat rejection factor

- Konstruksi dan cara kerja menara pendingin.








7. Evaporator - Fungsi, Jenis dan konstruksi. - Kapasitas evaporator - Beda temperatur di evaporator (Evaporator Temperature

Difference, ETD), LMTD





8. Throttling device - Fungsi, Jenis dan konstruksi. (Pipa kapiler, Manual valve, Automatic valve, TXV, High side floating valve, Low side floating valve, EEV)

- Pemilihan kapiler - Pemasangan sensing bulb





9. Pemipaan refrigeran - Penentuan ukuran pipa dan jenis pipa, pressure drop pada pipa,

- Penyambungan dan penggunaan pipa riser, - Pengetesan kebocoran dan pemvakuman,





10. Refrigeran - Jenis dan kode warna tabung, - Syarat-syarat refrigeran yang baik, - Penamaan, - Karakteristik Refrigeran, NBP, ODP/ GWP, - Refrigeran alternatif rendah ODP/GWP, - Refrigeran sekunder : jenis dan karakteristik, - Bahan antifreeze

4 1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981







11. Komponen-komponen Pendukung

- Fungsi alat kontrol refrigerasi, - Jenis kontrol refrigerasi (Kontrol kelistrikan dan Kontrol aliran/

mekanik) - Fungsi dan instalasi mekanik dari Elemen-elemen/ komponen-

komponen kontrol kelistrikan: Solenoid valve, Katup solenoid, Thermostat, Saklar laju aliran (flow switch), Delay relay, Defrost timer, Pressure stat, Oil press stat, Overload protector, Starting relay, Running –Starting Capacitor, Humidistat

- Fungsi, Konstruksi dan cara kerja – instalasi dari Elemen-elemen/ komponen-komponen Kontrol mekanik: Liquid receiver, Accumulator, Oil separator, filter dryer, sight glass, Strainer, Liquid-suction heat exchanger, 2-3-4 way valve, 4 way reversing valve, Evaporator Press Reg, Condensing Press Reg, Crankcase Press Reg, Suction Press Reg, Discharge Pressure Reg, Hot gas bypass valve, Load unload sol valve, Water Flow Reg, Sol valve, Check Valve, Service Valve, Relief Valve, Liquid Refri. Distributor, Oil Press Reg, Var. Refrigerant Vol. Contr, Muffler, vibration eliminator, Oil Separator, Purging Unit

- Contoh aplikasi sistem kontrol refrigerasi : Instalasi sistem 1 outdoor unit dengan 2 indoor unit beda set temperatur,Sistem water cooled condensor dan cooling tower, Kelistrikan sistem freezer.





12. Ujian Tengah Semester - 3 x Ujian Teori dan 1 x Ujian praktek sesuai dengan mater yang telah diberikan.

6 / 3

Modul PRAKTIKUM

Pengarahan Praktek - Aturan pelaksanaan, penjelasan materi kuliah pembagian kelompok

3

Penggunaan Manifold gauge dan alat ukur temperatur

- Pengukuran tekanan pada tabung - Korelasi tekanan dan temperatur pada tabung

refrigeran/system

3

Pemahaman Siklus Refrigerasi - Cara Kerja Siklus - Komponen utama sistem refrigerasi

6

Pengukuran dan penggambaran siklus pada diagram p-h

- Pengukuran temperatur dan tekanan pada sistem - Penggambaran siklus sebenarnya pada diagram ph - Pembacaan entalpi pada diagram p-h - Perhitungan COP, Perhitungan effisiensi refrigerasi

6




Pengamatan siklus refrigerasi pada sistem sebenarnya

- Identifikasi komponen dan penggambaran siklus dan komponen terkait pada sistem : AC split, Kulkas, Walk-in Freezer/walk-in cooler.

6

Pengamatan Kompresor - Pengamatan konstruksi dan pelumasan 3

Dampak perubahan pembuangan kalor di Kondesor


6

Dampak perubahan penyerapan kalor di evaporator


6

Perubahan alat ekspansi - Perubahan panjang dan diameter pipa kapiler - Penggunaan TXV

3

Pemipaan refrigeran - Pengecekan Kebocoran dan pemvakuman sistem 3

Komponen Kontrol pada sistem refigerasi 1.

- Starting Relay - Overload kompresor

6

Komponen Kontrol pada sistem refigerasi 2.

- HP, LP, HLP, Thermostat, - Solenoid valve

6

REFERENSI :

5. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981 6. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill, 2001 7. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland, 2004. 8. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006); 9. Haines, Control System For Heating Ventilation and Air Conditioning, 3rd ed.,Van Nostrand Reinhold, 1988. 10. Levenhagen and Spetmann, HVAC Controls and Systems, McGraw-Hill New York, 1993. 11. Windy Hermawan Mitrakusuma, Diktat Kuliah Refrigerasi Dasar, Politeknik Negeri Bandung, 2007.

Dibuat oleh : Windy Hermawan Mitrakusuma Tanggal : 25 Agustus 2007 Revisi terakhir tanggal : 25 Agustus 2008

L A M P I R A N

Satuan Acara Pengajaran (SAP)




DOKUMEN SATUAN ACARA PENGAJARAN (SAP)



SATUAN ACARA PENGAJARAN

JUDUL MATA KULIAH Refrigerasi Dasar

NOMOR KODE/SKS 3 SKS

PERTEMUAN KE T ( Mngg ke 1) : P (Mngg ke 1)

WAKTU PERTEMUAN (Jam) 7 jam Teori = 4 jam Praktik = 3 jam

A. Pokok Bahasan Pendahuluan, Jenis dan Contoh Aplikasi system Refrigerasi

Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami pentingnya sistem pendingin.

Tujuan Instruksional Khusus Siswa mampu menjelaskan pengertian refrigerasi, menyebutkan aplikasi sistem refrigerasi

B. Sub Pokok Bahasan - Pengertian refrigerasi, - Jenis sistem refrigerasi menurut metoda (Refrigerasi

Mekanik dan non mekanik), - Jenis sistem refrigerasi menurut aplikasinya (Refrigerasi

domestik, transportasi, komersial, dan tata udara (industri/kenyamanan)

Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui pengertian sistem refrigerasi, metoda pendinginan, penggolongan sistem pendinginan.

Siswa mengetahui perkembangan dan sejaran sistem pendinginan

Siswa dapat menjelaskan : - Metoda pendinginan - Manfaat dan fungsi sistem pendingin

K Tujuan Instruksional Khusus

Siswa dapat menunjukan aplikasi sistem pendingin S

C. Kegiatan Belajar mengajar

Menjelaskan sistem refrigerasi, metoda metoda sistem pendinginan, aplikasinya.

Tahap Kegiatan

Pembukaan Topik • Perkenalan dan menjelaskan aturan main perkuliahan

• Memberikan ilustrasi tentang sistem refrigerasi dalam kegiatan sehari-hari

• Memotivasi siswa untuk mengamati sistem pendinginan

• Menjelaskan sturktur materi dan menjelaskan tujuan pembelajaran

Pembahasan • Menjelaskan pengertian sistem refrigerasi

• Menjelaskan peranan dan sejarah sistem refrigerasi

• Menjelaskan sistem/metoda pendinginan

• Menunjukkan contoh aplikasi sistem refrigerasi




Penutup • Melakukan evaluasi dengan tanya jawab

• Memberikan kesimpulan dengan melibatkan mahasiswa

Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : mahasiswa dapat menjelaskan

pengertian sistem refrigerasi, menyebutkan metoda pendinginan dan menyebutkan contoh aplikasinya.

2. Metoda Penilaian : Ujian tertulis

3. Hasil Penilaian : kemampuan 100%

Kegiatan Mahasiswa Mendengarkan, mencatat, bertanya, menjawab pertanyaan, menunjukkan alat.

Metoda Pembelajaran Ceramah, tanya jawab, diskusi

Media/Alat Bantu Papan tulis, LCD, computer/laptop

REFERENSI :

1. R.J. Dossat, Principles of Refrigeration, 2nd Ed., John Willey and Son. 1981 2. CP Arora, Refrigeration and Air Conditioning 2nd : (International Edition), McGraw Hill,

2001 3. Althouse et. al., Modern Refrigeration, 3nd ed., The Goodhard Wilcox, South Holland,

2004. 4. ASHRAE Handbook (SI Edition) : Fundamentals (2005); Refrigeration (2006); 5. Haines, Control System For Heating Ventilation and Air Conditioning, 3rd ed.,Van

Nostrand Reinhold, 1988. 6. Levenhagen and Spetmann, HVAC Controls and Systems, McGraw-Hill New York, 1993. 7. Windy Hermawan Mitrakusuma, Diktat Kuliah Refrigerasi Dasar, Politeknik Negeri

Bandung, 2007.

K = Knowledge

S = Skill

A = Attitude Dibuat oleh : Windy Hermawan Mitrakusuma Tanggal : 25 Agustus 2007 Revisi Terakhir Tanggal : 25 Agustus 2008










PERTEMUAN KE T ( Mngg ke 2 & 3) : P (Mngg ke 2)


A. Pokok Bahasan Review Satuan dan Besaran Review Termodinamika dan Perindahan Panas

Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami konsep dasar dan istilah istilah dalam termodinamika dan perpindahan panas.

Tujuan Instruksional Khusus Siswa mampu menjelaskan konsep dasar dan istilah istilah dalam termodinamika dan perpindahan panas

B. Sub Pokok Bahasan - Energi, entalpi, daya, kerja, debit. - Siklus carnnot, siklus refrigerasi (reverse carnot), Mesin

kalor, mesin refrigerasi, Diagram p-H, - modus-modus perpindahan panas (konduksi, konveksi,

dan radiasi)

Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui pengertian dasar dasar dan istilah istilah dalam termodinamika dan perpindahan panas

Siswa mengetahui : - Konsep kerja dan energi, sifat meteri, proses gas

ideal, korelasi tekanan dan temperatur - Modus-modus perpindahan panas Siswa dapat menjelaskan : - Siklus Carnot untuk sistem refrigerasi


Siswa dapat menggambarkan : Siklus Carnot pada diagram T-s

Melakukan pengukuran tekanan dan temperatur

S


Mengulang pertanyaan-pertanyaan tentang konsep-konsep termodinamika dan perpindahan panas, menjelaskan besaran-besaran yang sering ditemui dalam bidang refrigerasi.

Tahap Kegiatan

Pembukaan Topik • Tanya jawab / review besaran dan dan konsep termodinamika yang pernah dipelajari

• Menjelaskan ilustrasi termodinamika dan perpindahan panas dalam kegiatan sehari-hari

• Memotivasi siswa untuk mempelajari kembali termodinamika




Pembahasan • Menjelaskan pengertian dan konsep termodinamika dan perpindahan panas.

• Menjelaskan proses-proses yang terdapat pada termodinamika (isokhorik, isobar, isoentalpi, isobar politropik)

• Menjelaskan sifat-sifat fluida (jenuh, subcooled dan superheat)

• Menjelaskan siklus Carnot untuk sistem refrigerasi

• Menjelaskan secara singkat modus perpindahan panas

• Menunjukkan cara pengukuran tekanan dan temperatur



Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : menyebutkan proses-proses

termodinamika, modus perpindahan panas, menghitung energi yang dikeluarkan pada proses pemanasan atau pendinginan.

2. Metoda Penilaian : tanya jawab atau tes tertulis


Kegiatan Mahasiswa Mendengarkan, mencatat, bertanya, menjawab pertanyaan, menunjukkan alat, melakukan perhitungan.



REFERENSI :





Bandung, 2007.

K = Knowledge

S = Skill

A = Attitude Dibuat oleh : Windy Hermawan Mitrakusuma Tanggal : 25 Agustus 2007 Revisi Terakhir Tanggal : 25 Agustus 2008










PERTEMUAN KE T ( Mngg ke 4 & 5) : P (Mngg ke 3 s/d 6)


A. Pokok Bahasan Siklus Refrigerasi Kompresi uap Sederhana

Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami konsep dasar sistem refrigerasi kompresi uap sederhana

Tujuan Instruksional Khusus Siswa mampu menjelaskan cara kerja sistem refrigerasi kompresi uap sederhana

B. Sub Pokok Bahasan - Proses kompresi, kondensasi, ekspansi, evaporasi fluida kerja

- Efek pendinginan, kerja kompresi, kapasitas pemanasan - Koefisien unjuk kerja (COP), efisiensi siklus

Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui cara kerja sistem refrigerasi kompresi uap sederhana dan proses yang terjadi pada tiap komponen

Siswa mampu : - menjelaskan siklus refrigerasi kompresi uap

sederhana - menjelaskan tiap komponen sistem refrigerasi - menjelaskan fungsi tiap komponen utama - menjelaskan jika terjadi super heat dan subcooled - menentukan tekanan kerja sistem - menentukan besarnya efek refrigerasi, kapasitas

pendinginan, kalor dibuang dikondensor, kapasitas pemanasan, kerja kompresor, heat rejection factor


Siswa mampu : - menunjukkan komponen sistem refrigerasi,

menyebutkan menjelaskan dan menggambarkan siklus pada diagram Moiller (P-h) dan diagram T-s

- Melakukan pengukuran tekanan dan temperatur - Melakukan perhitungan COP-Carnot, COP-aktual dan

efisiensi refrigerasi

S


Menjelaskan pronsip kerja sistem refrigerasi kompresi uap sederhana, menggambarkan pada diagram P-h, tanya jawab, praktek mengamati kerja sistem, melakukan pembacaan tekanan dan temperatur serta menggambarkan pada diagram P-h..




Tahap Kegiatan

Pembukaan Topik • Tanya jawab / review proses penguapan

• Menjelaskan ilustrasi sistem kulkas

• Memotivasi siswa untuk mempelajari kembali materi sebelumnya.

Pembahasan • Menjelaskan korelasi tekanan dengan temperatur

• Menjelaskan pengertian dan konsep sistem refrigerasi kompresi uap sederhana

• Menjelaskan proses-proses yang terdapat siklus refrigerasi kompresi uap

• Menunjukkan pada siswa bagaimana menggambarkan siklus pada diagram P-h

• Menjelaskan kalor spesifik yang diserap/dilepaskan pada tiap komponen

• Menghitung COP aktual, COP Canrnot, dan efisiensi refrigerasi

• Menghitung laju aliran massa dan volume dalam sistem.



Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : menyebutkan proses siklus refrigerasi

dan cara penggambaran pada diagram P-h serta menentukan kinerja sistem (COP dll.).






REFERENSI :





Bandung, 2007. K = Knowledge S = Skill A = Attitude Dibuat oleh : Windy Hermawan Mitrakusuma Tanggal : 25 Agustus 2007 Revisi Terakhir Tanggal : 25 Agustus 2008










PERTEMUAN KE T ( Mngg ke 6) : P (Mngg ke 7 s/d 8)


A. Pokok Bahasan Siklus refrigerasi aktual

Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami konsep dasar sistem refrigerasi kompresi uap yang sebenarnya

Tujuan Instruksional Khusus Siswa mampu menjelaskan cara kerja sistem refrigerasi kompresi uap sebenarnya

B. Sub Pokok Bahasan - Efek-efek drop tekanan pada saluran pipa, suction/discharge kompresor,

- Pengaruh-pengaruh perubahan parameter thd kinerja sistem (Perubahan tekanan/ temperatur kerja, efek pemanasan pada kompresor, pengaruh rugi termal pada proses throttling)

- Mengamati contoh sistem sebenarnya

Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui cara kerja sistem refrigerasi kompresi uap sebenarnya dan pengaruhnya terhada kinerja sistem

Siswa mampu menjelaskan: - Efek superheating dan subcooling terhadap kinerja

sistem - Efek tekanan lebih, kekurangan refrigeran, non

kondensabel gas dalam sistem peningkatan temperatur lingkungan.

- Efek rugi tekanan dalam pemipaan terhadap kinerja sistem.


Siswa mampu : - menunjukkan komponen sistem refrigerasi pada

siklus sebenarnya, - Melakukan pengukuran tekanan dan temperatur dan

menggambarkan pada diagram P-h

S


Menjelaskan pronsip kerja sistem refrigerasi kompresi uap sebenarnya, menggambarkan pada diagram P-h akibat efek perubahan parameter kerja sistem, tanya jawab, praktek mengamati kerja sistem pada sistem sebenarnya.




Tahap Kegiatan

Pembukaan Topik • Tanya jawab / review proses pada sistem refrigerasi kompresi uap sederhana

• Tanya jawab beda sistem ideal dan sistem sebenarnya


Pembahasan • Menjelaskan pengaruh perubahan tekanan, temperatur kerja sistem terhadap kinerja sistem

• Menjelaskan pengertian pengaruh subcooling, superheating terhadap kinerja sistem

• Menunjukkan siklus pada peralatan sebenarnya.



Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : menyebutkan komponen dan siklus

refrigerasi sebenarnya, menentukan kinerja sistem (COP dll.) akibat dari perubahan parameter tekanan, temperatur, pelepasan kalor di kondensor, dll.






REFERENSI :

















A. Pokok Bahasan Kompresor dan sistem Pelumasan kompresor

Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami fungsi, cara kerja dan jenis kompresor.

Tujuan Instruksional Khusus Siswa mampu menjelaskan cara kerja kompresor, menyebutkan jenis kompresor

B. Sub Pokok Bahasan - Fungsi, Jenis dan konstruksi. - Penentuan volume langkah piston (piston displacement) - Penentuan efisiensi volumetrik pada kompresor - Penentuan kerja yang dibutuhkan pada kompresor - Pengaturan putaran kompresor jenis opentype - Pelumasan pada kompresor - Syarat-syarat pelumas yang baik (al. kekentalan, flash

point, floc point, pour point), - Sifat, jenis dan karakteristik, efek pelumas dalam sistem

Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui cara kerja kompresor, jenis kompresor, sistem pelumasan komresor dan syarat-syarat pelumas kompresor.

Siswa dapat : - Menyebutkan fungsi kompresor - Menyebutkan jenis-jenis kompresor - Mengetahui kerja kompresor - Mengetahui kapasitas dan efisiensi kompresor


Siswa mampu : - menunjukkan komponen/konstruksi kompresor - mengidentifikasi jenis-jenis kompresor

S


Menjelaskan pronsip kerja kompresor, jenis-jenis kompresor, menghitung efisiensi dan kinerja kompresor, sistem pelumasan dan jenis pelumas.

Tahap Kegiatan


• Tanya jawab beda jenis kompresor





Pembahasan • Menjelaskan cara kerja dan konstruksi kompresor,

• Menjelaskan piston displacement, kinerja dan efisiensi volumetrik kompresor,

• Sistem pelumasan pada kompresor

• Jenis dan persyaratan pelumasan kompresor

• Menunjukkan jenis kompresor dan proses kompresinya.



Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : menyebutkan konstruksi kompresor,

perhitungan kapasitas kompresor, kinerja dan efisiensi volumetrik kompresor.






REFERENSI :















PERTEMUAN KE T ( Mngg ke 9) : P (Mngg ke 10 & 11)


A. Pokok Bahasan Kondenser

Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami fungsi, cara kerja dan jenis kondensor.

Tujuan Instruksional Khusus Siswa mengetahui fungsi dan jenis kondensor

B. Sub Pokok Bahasan - Fungsi, Jenis dan konstruksi. (Air Cooled Condensor, Water Cooled Condensor)

- Penentuan kalor yang dilepas di kondensor dan heat rejection factor

- Konstruksi dan cara kerja menara pendingin.

Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui proses kondensasi dan jenis kondensor, menentukan kapasitas dan beda temperatur kerja kondensor.

Siswa dapat : - Menyebutkan fungsi kondensor - Menyebutkan jenis-jenis kondensor - Memperkirakan kapasitas kondensor - Menjelaskan dampak perubahan pelepasan kalor di

kondensor - Menentukan temperatur dan tekanan kerja kondensor - Menjelaskan prinsip cooling tower


Siswa mampu : - Memperkirakan kapasitas kondensor berdasarkan diagram P-h

- Menentukan besar kalor dilepas di kondensor dengan mengukur laju aliran fluida yang didinginkan dan mengamati kondisi kerja siklus

S


Menjelaskan prinsip kerja kondensor, panas dilepaskan di kondensor, jenis-jenis kondensor, menghitung kapasitas kondensor, cooling tower, pengotoran cooling tower dan penanggulangannya.

Tahap Kegiatan






Pembahasan • Menjelaskan proses kondensasi, cara kerja dan konstruksi kondensor,

• Menjelaskan kapasitas kondensor dan menentukan temperatur/tekanan kerja kondensor,

• Menjelaskan heat rejection factor

• Menjelaskan cooling tower, efek pengotoran dan penanggulangannya, jenis cooling tower



Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : menyebutkan proses kondensasi,

menyebutkan jenis kondensor, melakukan perhitungan kapasitas kondensor, mengetahui arti heat rejection factor. Jenis cooling tower.






REFERENSI :

















A. Pokok Bahasan Evaporator

Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami fungsi, cara kerja dan jenis evaporator.

Tujuan Instruksional Khusus Siswa menyebutkan fungsi, cara kerja dan jenis evaporator

B. Sub Pokok Bahasan - Fungsi, cara kerja Jenis dan konstruksi evaporator. - Kapasitas evaporator - Beda temperatur di evaporator (Evaporator Temperature

Difference, ETD), dan LMTD

Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui proses evaporasi dan jenis evaporator, menentukan kapasitas dan beda temperatur kerja di evaporator.

Siswa dapat : - Menyebutkan fungsi evaporator - Menyebutkan jenis-jenis evaporator - Memperkirakan kapasitas evaporator - Menjelaskan dampak perubahan beban kalor di

evaporator - Menentukan ETD dan LMTD pada evaporator


Siswa mampu : - Memperkirakan kapasitas evaporator berdasarkan

diagram P-h - Menentukan besar kalor diserap di evaporator

dengan mengukur laju aliran fluida yang didinginkan dan mengamati kondisi kerja siklus

S


Menjelaskan prinsip kerja evaporator, panas diserap di evaporator, jenis-jenis evaporator, menghitung kapasitas evaporator.

Tahap Kegiatan






Pembahasan • Menjelaskan proses evaporasi, cara kerja dan konstruksi evaporator,

• Menjelaskan kapasitas evaporator dan menentukan temperatur/tekanan kerja evaporator (ETD), menentukan LMTD

• Menjelaskan chiller, efek pengotoran pada chiller dan penanggulangannya, jenis chiller.



Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : menyebutkan proses evaporasi,

menyebutkan jenis evaporator, melakukan perhitungan kapasitas evaporator.






REFERENSI :

















A. Pokok Bahasan Throttling Device / Alat Ekpansi

Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami fungsi, cara kerja dan jenis alat ekspansi (throttling device).

Tujuan Instruksional Khusus Siswa dapat menyebutkan fungsi, cara kerja dan jenis alat ekspansi

B. Sub Pokok Bahasan - Fungsi, Jenis dan konstruksi. (Pipa kapiler, Manual valve, Automatic valve, TXV, High side floating valve, Low side floating valve, EEV)

- Pemilihan kapiler - Pemasangan sensing bulb

Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui proses penurunan tekanan pada alat ekspansi dan jenis alat ekspansi, menentukan panjang pipa kapiler.

Siswa dapat : - Menyebutkan fungsi alat ekspansi - Menyebutkan jenis-jenis alat ekspansi - Memperkirakan panjang pipa kapiler - Menjelaskan cara pemasangan TXV dan sensing bulb

pada sistem, - Memahami arti PCE (Point of Complete evaporation)

dan derajat superheat pada TXV.


Siswa mampu : - Menunjukkan alat ekspansi yang digunakan pada

sistem, - Menunjukan kelebihan penggunaan ekspansi kapiler

dan TXV.

S


Menjelaskan prinsip kerja alat ekspansi, proses yang terjadi di alat ekspansi, jenis-jenis alat ekspansi, menghitung panjang pipa kapiler.

Tahap Kegiatan






Pembahasan • Menjelaskan proses ekspansi, cara kerja dan konstruksi alat ekspansi,

• Menjelaskan pemasangan alat ekspansi TXV dan sensing bulbnya.

• Menentukan panjang pipa kapiler.

• Menunjukkan perbedaan kapiler dan TXV.



Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : menyebutkan proses ekspansi,

menyebutkan jenis alat ekspansi, melakukan penentuan panjang pipa kapiler.






REFERENSI :















PERTEMUAN KE T ( Mngg ke 13)


A. Pokok Bahasan Refrigeran

Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami fungsi dan jenis refrigeran.

Tujuan Instruksional Khusus Siswa dapat menyebutkan jenis refrigeran dan menentukan pemilihan refrigeran.

B. Sub Pokok Bahasan - Jenis dan kode warna tabung, - Syarat-syarat refrigeran yang baik, - Penamaan, - Karakteristik Refrigeran, NBP, ODP/ GWP, - Refrigeran alternatif rendah ODP/GWP, - Refrigeran sekunder : jenis dan karakteristik, - Bahan antifreeze

Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui fungsi refrigeran dalam sistem, karakteristik refrigeran dan mampu memilih refrigeran yang digunakan.

Tujuan Instruksional Khusus Siswa dapat : - Menyebutkan fungsi refrigeran - Menyebutkan jenis-jenis refrigeran dan kode warna

yang berlaku - Mengetahui penamaan refrigeran - Menyebutkan dampak refrigeran terhadap lingkungan

(ODP/GWP) dan penggunaan refrigeran alternatif, - Mengetahui penggunaan refrigeran sekunder dan

bahan antifreeze, fungsi dan jenisnya

K


Menjelaskan fungsi refrigeran, jenis dan kode warna tabung refrigeran, dampak penggunaan refrigeran dan refrigeran alternatif, refrigeran sekunder.

Tahap Kegiatan



Pembahasan • Menjelaskan fungsi refrigeran, jenis refrigeran dan penamaan refrigeran.

• Dampak penggunaan refrigeran (ODP dan GWP) dan refrigeran alternatif.

• Menjelaskan refrigeran sekunder dan fungsinya.






Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : menyebutkan jenis refrigeran dan kode

warna yang digunakannya, menentukan penamaan refrigeran, memilih refrigeraan, penggunaan refrigeran sekunder.






REFERENSI :

















A. Pokok Bahasan Pemipaan Refrigeran

Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami fungsi pemipaan refrigeran.

Tujuan Instruksional Khusus Siswa dapat memilih ukuran pipa yang digunakan.

B. Sub Pokok Bahasan - Penentuan ukuran pipa dan jenis pipa, pressure drop pada pipa,

- Penyambungan dan penggunaan pipa riser, - Pengetesan kebocoran dan pemvakuman,

Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui fungsi pemipaan refrigeran dalam sistem, menentukan ukuran pemipaan refrigeran dan cara penyambungan pipa refrigeran.

Siswa dapat : - Menyebutkan fungsi pemipaan refrigeran - Menyebutkan menentukan ukuran pipa refrigeran

pada liquid line dan suction line. - Menjelaskan syarat-syarat pemasangan pipa dan

penggunaan riser. - Menjelaskan proses flushing, pengecekan kebocoran,

pemvakuman dan pengisian refrigeran.


Siswa dapat : - Pengecekan kebocoran dan pemvakuman

S


Menjelaskan fungsi refrigeran, jenis dan kode warna tabung refrigeran, dampak penggunaan refrigeran dan refrigeran alternatif, refrigeran sekunder.

Tahap Kegiatan



Pembahasan • Menjelaskan fungsi refrigeran, jenis refrigeran dan penamaan refrigeran.

• Dampak penggunaan refrigeran (ODP dan GWP) dan refrigeran alternatif.

• Menjelaskan refrigeran sekunder dan fungsinya.

• Menunjukkan cara pengecekan kebocoran dan pemvakuman sistem.






Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : menyebutkan ukuran pipa yang

digunakan, pengecekan kebocoran dan pemvakuman.






REFERENSI :















PERTEMUAN KE T ( Mngg ke 15 & 16) : P (Mngg ke 15 - 17)


A. Pokok Bahasan Komponen-komponen Pendukung

Tujuan Instruksional Umum Siswa memahami fungsi, cara kerja dan jenis komponen-komponen pendukung.

Tujuan Instruksional Khusus Siswa dapat menyebutkan fungsi, cara kerja dan jenis komponen pendukung

B. Sub Pokok Bahasan - Fungsi alat kontrol refrigerasi, - Jenis kontrol refrigerasi (Kontrol kelistrikan dan Kontrol

aliran/ mekanik) - Fungsi dan instalasi mekanik dari Elemen-elemen/

komponen-komponen kontrol kelistrikan: Solenoid valve, Katup solenoid, Thermostat, Saklar laju aliran (flow switch), Delay relay, Defrost timer, Pressure stat, Oil press stat, Overload protector, Starting relay, Running –Starting Capacitor, Humidistat

- Fungsi, Konstruksi dan cara kerja – instalasi dari Elemen-elemen/ komponen-komponen Kontrol mekanik: Liquid receiver, Accumulator, Oil separator, filter dryer, sight glass, Strainer, Liquid-suction heat exchanger, 2-3-4 way valve, 4 way reversing valve, Evaporator Press Reg, Condensing Press Reg, Crankcase Press Reg, Suction Press Reg, Discharge Pressure Reg, Hot gas bypass valve, Load unload sol valve, Water Flow Reg, Sol valve, Check Valve, Service Valve, Relief Valve, Liquid Refri. Distributor, Oil Press Reg, Var. Refrigerant Vol. Contr, Muffler, vibration eliminator, Oil Separator, Purging Unit

- Contoh aplikasi sistem kontrol refrigerasi : Instalasi sistem 1 outdoor unit dengan 2 indoor unit beda set temperatur,Sistem water cooled condensor dan cooling tower, Kelistrikan sistem freezer.

Tujuan Instruksional Umum Mahasiswa mengetahui fungsi dan cara kerja komponen pendukung dalam sistem refrigerasi.

Tujuan Instruksional Khusus Siswa dapat : - Menyebutkan fungsi dan penggunaan komponen

pendukung mekanik - Menyebutkan fungsi dan penggunaan komponen

pendukung kelistrikan dan kontrol - Memilih komponen yang diperlukan berdasarkan

fungsi yang diinginkan. - Menjelaskan kerja sistem berdasarkan komponen

yang terpasang

K




Siswa mampu : - Memasangkan starting relay dan overload yang digunakan pada kompresor hermetik 1 fasa.

- Mengatur dan mengubah seting HLP/LP/HP, thermostat.

S


Menjelaskan prinsip kerja komponen pendukung, fungsi dan dampaknya pada sistem, tanya jawab dan melakukan kegiatan praktek.

Tahap Kegiatan



Pembahasan • Menjelaskan komponen pendukung fungsi dan penggunaan.

• Konstruksi komponen pendukung dan pemasangannya.

• Contoh penggunaan komponen kontrol pada sistem evaporator ganda,



Penilaian: 1. Kriteria Penilaian : menyebutkan komponen pendukung

dan fungsinya, menyebutkan contoh penggunaan.






REFERENSI :






Bahan Ajar Refrigerasi Dasar

Education