Siklus refigerasi (reversed carnot cycle)

Kita tahu bahwa kalor mengalir dari daerah yang memiliki temperatur lebih tinggi menuju daerah yang memiliki temperatur lebih rendah. Proses perpindahan ini terjadi secara alami tanpa memerlukan bantuan alat. Proses perpindahan kalor dari daerah yang memiliki temperatur yang lebih rendah menuju daerah yang memiliki temperatur yang lebih tinggi tidak dapat terjadi dengan sendirinya, dengan kata lain proses ini memerlukan bantuan dari perangkat khusus. Perangkat khusus tersebut disebut refrigerator. Perangkat lain yang memindahkan kalor dari media dengan temperatur lebih rendahke temperatur lebih tinggi adalah heat pump. Refrigerator dan heat pump pada dasarnya adalah perangkat yang sama, hanya berbeda dalam fungsinya.

Ada beberapa teknik refrigerasi seperti termoelektrik, termoakustik, siklus refrigerasi kompresi uap, dan lain-lain. Teknik refrigerasi kompresi uap banyak digunakan, karena dapat menghasilkan temperatur yang sangat rendah dan memiliki performa yang baik. Siklus refrigerasi kompresi uap menggunakan fluida kerja yang disebut refrigeran. Refrigeran ini berfungsi untuk menyerap kalor dari sistem yang akan didinginkan dengan memanfaatkan perubahan fasa dari refrigeran.

Skema (kiri) dan Diagram T-s (kanan) Siklus Refrigerasi Tekanan Uap Ideal
Sumber : Yunus A. Cengel

Proses Refrigerasi :

1 – 2    Kompresi secara insentropis di dalam kompresor

2 – 3    Pembuangan kalor secara tekanan konstan dalam kondenser

3 – 4    Throttling pada katup ekspansi

4 – 1    Penyerapan kalor secara tekanan konstan pada evaporator

Refrigerator standar terdapat komponen-komponen mekanik untuk menjaga siklus refrigerasi, komponen-komponen tersebut adalah kompresor, kondenser, katup ekspansi, dan evaporator. Refigeran masuk ke kompresor dalam keadaan uap jenuh. Kompresor berfungsi untuk meningkatkan tekanan dari uap refrigeran secara isentropis, sehingga meningkatkan temperaturnya juga. Kemudian refrigeran masuk ke kondenser dalam keadaan uap superheated. Kondenser berfungsi untuk mengembunkan uap refrigeran, uap refrigeran masuk ke kondenser dalam keadaan bertekanan dan temperatur tinggi, lalu diubah oleh kondenser menjadi cair jenuh akibat  melepaskan kalor ke lingkungan. Refrigeran kemudian masuk ke katup ekspansi, katup ekspansi berfungsi untuk menurunkan tekanan dan temperatur refrigeran, penurunan tekanan dan temperatur secara tiba-tiba menghasilkan efek pendinginan. Katup ekspansi juga mengatur jumlah refrigeran yang digunakan sesuai dengan beban pendinginan. Selanjutnya, refrigeran masuk ke evaporator yang berfungsi untuk menyerap kalor dari ruangan refrigerator, disini refrigeran dalam keadaan dingin dan cair bergerak secara lambat untuk menyerap kalor sebanyak-banyaknya. Refrigeran menyerap kalor menjadi lebih panas dan berubah menjadi uap, dengan menjadi uap refrigeran lebih banyak menyerap kalor. Kemudian refrigeran yang telah berubah menjadi uap didorong kembali ke kompresor.

Untuk mempelajari artikel lain seputar mekanika fluida, klik di sini.

Kontributor: Feri Wijanarko

By Caesar Wiratama

aeroengineering services merupakan jasa layanan dibawah CV. Markom dengan berbagai jenis solusi, mulai dari drafting CAD, pembuatan animasi, simulasi aliran dengan CFD dan simulasi struktur dengan FEA.

Author: Caesar Wiratama

caesar@aeroengineering.co.id +62 821-3868-4162

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *