BAB I PENDAHULUAN
A. Desk Deskrrips ipsi Modu dull
Modul Modul Prinsi Prinsip p dan Operasi Operasi Sistem Sistem Refiger Refigerasi asi Komersi Komersial al ini membah membahas as tentang tentang berbagai hal yang berkaitan dengan prinsip dan operasi peralatan refrigerasi komersial. Materi yang disajikan di dalam modul ini mencakup refrigeran dan isu lingkungan, sistem dan komponen refrigerasi komersial, aplikasi sistem refrigerasi komersial, diagram siklus refrigerasi dan operasi sistem refrigerasi komersial.
B.
Prasyarat
Sudah mengikuti Diklat refrigerasi dan tata udara domestik. C.
Petu Petunj njuk uk Peng Penggu guna naan an Modu Modull
Modul Modul Pembela Pembelajara jaran n ini menggu menggunak nakan an Sistem Sistem Pelatih Pelatihan an !erbas !erbasis is Kompet Kompetens ensi. i. Pelatihan Pelatihan berbasis berbasis kompetensi kompetensi adalah pelatihan pelatihan yang memperhatikan memperhatikan kemampuan, kemampuan, keteram keterampil pilan an dan sikap sikap yang yang diperlu diperlukan kan di tempat tempat kerja kerja agar agar dapat dapat melaku melakukan kan pekerjaan dengan kompeten. Penekanan utamanya adalah pada apa yang dapat dilakukan seseorang setelah mengikuti pelatihan. Salah satu karakteristik yang paling penting dari pelatihan berbasis kompetensi adalah penguasaan indi"idu terhadap bidang pengetahuan dan kerampilan tertentu secara nyata di tempat kerja. Penyajian modul ini dibagi ke dalam tiga Kegiatan !elajar. Setiap kegiatan belajar dileng dilengkap kapii dengan dengan #embar #embar Kerja Kerja yang yang berup berupaa pertany pertanyaan$ aan$per pertany tanyaan aan %re"ie& %re"ie& 'uestios( yang harus dija&ab oleh peserta diklat setelah selesai membaca infomasi yang rele"an, dan lembaran praktek. )ntuk dapat dinyatakan lulus, peserta diklat harus * +. Mengik Mengikuti uti kegiata kegiatan n pembela pembelajara jaran n minimal minimal -. /. Menyelesaika Menyelesaikan n semua lembar kerja yang yang tersedia tersedia dengan dengan benar benar.. 0. Melaku Melakukan kan tugas tugas prakt praktek ek dengan dengan bena benar. r. 1. Mengikuti Mengikuti ujian teori dan dan praktek, praktek, dan dinyata dinyatakan kan lulus. lulus.
Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
1
D.
Tujuan juan Pe! Pe!el elaj ajar aran an
Setelah Setelah menyeles menyelesaika aikan n kegiat kegiatan an belajar belajar ini, ini, diharap diharapkan kan peserta peserta diklat diklat memilik memilikii pemahaman secara konseptual tentang prinsip dan operasi system refrigerasi komersial.
E.
"en# "en#an ana a Pe! Pe!el elaj ajar aran an
Kegiatan !elajar K!. +. Prinsip Refrigerasi Komersial
5ktifitas
Pencapaian
#embar 6nformasi #embar Kerja 7ugas Praktek
K!. /. Diagram Siklus Refrigerasi
#embar 6nformasi #embar Kerja 7ugas
K!. 0. Operasi Sistem Refrigerasi Komersial
#embar 6nformasi #embar Kerja 7ugas Praktek
Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
2
A. $egiatan Belajar % Prinsip "e&rigerasi $oersial
7ujuan Pembelajaran * Setelah menyelesaikan kegiatan belajar ini, diharapkan peserta mampu * +. Menyebutk Menyebutkan an dan menjelaskan menjelaskan system system serta serta komponen komponen refriger refrigerasi asi komersial komersial /. Menjela Menjelaska skan n prinsip prinsip refrig refrigeras erasii komersi komersial al +. 'iste dan $oponen "e&rigerasi "e&rigerasi $oersial
4ambar +.+, Siklus refrigerant pada system refrigerasi
8fek 8fek refrige refrigerasi rasi dipero diperoleh leh dengan dengan cara mengua menguapk pkan an li'uid li'uid refrije refrijeran ran yang yang ditempatkan di dalam refrijerator. Karena refrijeran %R+01a( berada di ba&ah tekanan atmosfir normal %+,-+0/ bar(, maka kondisi saturasi refrijeran dicapai pada suhu $/,9:3. Penguapan pada suhu rendah ini, menyebabkan refrijeran dapat menyerap panas udara ruang dengan cepat. Panas yang diserap melalui penguapan li'uid Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
3
refrijeran akan dibuang kduar ruang melalui lubang angin oleh gas refrijeran. 8fek pendinginan akan beriangsung terus hingga li'uid refrijeerannya habis. Kontainer yang digunakan untuk menyimpan li'uid refrijeran disebut e"aporator. 8"aporator adalah salah satu bagian penting dalam sistem refrijerasi kompresi
%.% Tipikal 'iste $opresi Uap
Sistem Kompresi uap merupakan mesin refrigerasi yang berisi fluida penukar kalor kalor %refrige %refrigeran ran(( yang yang bersirk bersirkula ulasi si terus terus meneru menerus. s. Selama Selama bersirk bersirkula ulasi si di dalam dalam unitnya unitnya maka refrigeran refrigeran tersebut akan selalu mengalami mengalami perubahan perubahan &ujud dari gas ke li'uid dan kembali ke gas. Proses tersebut berlangsung pada suhu dan tekanan yang berbeda, yaitu tekanan tinggi dan pada tekanan rendah. 7ekanan 7ekanan tinggi diperoleh karena adanya efek kompresi, yang dikerjakan oleh kompresor. Oleh karena itu sistem refrijerasi ini la;im disebut sebagai sistem kompresi uap.
Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
4
4ambar +./ Diagram 5lir sistem Kompresi )ap 4ambar +./ memperlihatkan diagram alir suatu sistem kompresi uap sederhana. Sesuai dengan proses yang terjadi di dalam siklus refrigeran maka sistem refrigerasi kompresi uap mempunyai 1 komponen utama yang saling berinteraksi satu sama lain, yaitu yaitu * 8"ap 8"apor orato atorr untu untuk k pros proses es e"ap e"apor orasi asi li'u li'uid id refri refrige geran ran.. Komp Kompres resor or untu untuk k meni mening ngkat katka kan n tekan tekanan an gas gas refri refrige geran ran.. Kond Konden enser ser untu untuk k pros proses es kond konden ensas sasii gas gas refrigeran. Katub ekspansi untuk menurunkan tekanan li'uid refrigeran yang akan di masu masuk k ke e"ap e"apor orat ator or.. 5dany danyaa gang ganggu guan an pada pada sala salah h satu satu komp kompon onen en dapa dapatt menggagalkan efek refrigerasi. 8"apor 8"aporato atorr %+(, %+(, menyed menyediak iakan an transfer transfer panas panas melalu melaluii luas luas permuka permukaann annya, ya, sehing sehingga ga panas yang terkandung terk andung di udara dan produk makanan yang ada di dalam ruang dapat diserap oleh penguapan refrijeran cair yang mengalir di dalam koil e"aporator. Suction line %/( adalah saluran yang terletak pada sisi tekanan rendah kompresor, untuk menyalurkan refrijeran gas bertekanan rendah dari e"aporator menuju ke katub hisap kompresor. 3omp 3ompre resso ssorr %0( %0( meru merupa paka kan n jantu jantung ng siste sistem m refri refrijer jerasi asi komp kompre resi si uap, uap, berfu berfung ngsi si menghisap refrijeran gas dari e"aporator dan menaikkan suhu dsn tekanan refrijeran ke suatu titik di mana refrijeran gas akan mengembun dengan mudah pada kondisi normal media kondensasinya. Discharge line %1( adalah saluran yang terletak pada sisi tekanan tekanan tinggi tinggi kompresor kompresor,, untuk menyalurkan menyalurkan refrijeran refrijeran gas bertekanan bertekanan dan bersuhu bersuhu tinggi dari katub tekan kompresor menuju ke kondeser. 3ondensor 3ondensor %<( menyediakan menyediakan transfer panas melalui luas permukaanny permukaannya, a, sehingga sehingga energ energii panas panas yang yang yang yang terkan terkandun dung g dalam dalam refrije refrijeran ran dapat dapat dipind dipindahk ahkan an ke media media kondensasi. Recei"er 7ank 7ank %=(, sebagai tempat te mpat penyimpanan atau pengumpulan refrijeran cair cai r yang sudah mengembun di kondens>or, sehingga catu refrijeran cair ke e"aporator dapat dijaga konstan sesuai keperluan. #i'uid line %?( adalah saluran yang terletak pada sisi masuk katub ekspansi, untuk menyalurkan refrijeran cair dari recei"er tank ke refrigerant control. Refrigerant control %9( berfungsi untuk mengatur jumlah refrijerant cair yang akan diuapkan di e"aporator dan untuk menurunkan tekanan refrijeran cair yang masuk ke e"aporator, sehingga refrijeran cair dapat diuapkan pada suhu rendah sesuai yang diinginkan.
%.( 'er)i#e 'er)i#e *al *al)e )e Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
5
Pada Pada sisi sisi hisap hisap %suc %sucti tion on(( dan dan sisi sisi tekan tekan %dis %disch char arge ge(( komp kompres resor or biasa biasany nyaa dilengkapi dengan katub khusus untuk keperluan pemeliharaan atau ser"ice operation. Demikian juga pada sisi keluar %outlet( dari tanki tandon %recei"er tank(. Sesuai dengan letaknya, disebut Suction Ser"ice "al"e %SS@(, diacharge ser"ice "al"e %DS@(, dan #i'uid recei"er ser"ice "al"e %#RS@(. Recei"er pada sistem yang besar, biasanya dilengkapi dengan shut$off "al"e pada kedua sis inya.
%.+ Hand E,pansion E,pansion *al)e *al)e
Aand eBpansion "al"e adalah katub ekspansi yang diatur secara menual. #aju aliran refijeran yang melalui katub tergantung pada beda tekanan pada mulut katub dan bukaan katub jarumnya. ja rumnya. !ila beda tekanan pada mulut katub jarum ja rum konstan, maka laju aliran refrijeran cair juga konstan tidak terpengaruh oleh tekanan operasi e"aporator.
4ambar +.0 Aand eBpansion "al"e Kelemahan hand eBpansion "al"e adalah tidak responsi"e terhadap perubahan beban pendinginan yang diterima oleh e"aporator.
%.- Autoati# E,pansion E,pansion *al)e *al)e Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
6
4ambar 4ambar +.1 menunj menunjukk ukkan an diagram diagram skemat skematik ik automa automatic tic eBpans eBpansion ion "al"e. "al"e. Katub Katub ini terdiri dari katub dan dudukan katub jarum, diafragma, filter dan pegas yang dapat diatur tensinya melalui sebuah sekrup pengatur.
Gambar 1.4 Diagram skematik automatic expansion valve Saringan atau filter batasanya dipasang pada sisi masuk katub untuk menyaring atau atau mence enceg gah koto kotora ran n
agar agar tid tidak mengh enghal alan ang gi
kerj kerjaa
katub atub..
4amba ambarr
+.< +.<
memperi memperiiha ihatka tkan n konstru konstruksi ksi katub katub otomat otomatis is ini. ini. Perhat Perhatikan ikan 4ambar 4ambar +.1, +.1, tekana tekanan n e"apor e"aporasi asi meneka menekan n diafrah diafrahma ma dari dari satu sisi yang yang cender cenderung ung untuk untuk menutu menutup p katub katub sedang tekanan pegas menekan diafrahma dari sisi lainnya yang cenderung cenderung membuka Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
7
katub. katub. Pada Pada saat kompre kompresor sor bekerja bekerja,, katub katub berfun berfungsi gsi menjaga menjaga tekana tekanan n e"apor e"aporasi asi seimbang dengan tekanan pegas.
%. T/erostati# E,pansion E,pansion *al)e *al)e
Katub ekspansi thermosattik adalah jenis katub yang paling banyak digunakan, kare karena na efisi efisien ensi siny nyaa ting tinggi gi dan dan muda mudah h diad diadap apta tasi sikan kan deng dengan an berb berbag agai ai apli aplika kasi si refrijerasi. !ila pada katub ekspansi otomatik pengaturannya berbasis pada tekanan e"aporator, maka kaub ekspansi thermostatik pengaturannya berbasis pada suhu gas panaslanjut di bagian keluaran e"aporator selalu konstan untuk memastikan refrijeran yang dihisap kompresor selalu dalam fasa gas. Karena sifatnya tersebut, katub ekspansi thermostatik sangat tepat digunakan pada sistem refrijerasi yang mempunyai beban ber"ariasi. 4ambar +.? memperiihatkan konstruksi katub ekspansi thermostatik.
4ambar +. <, llustrasi konstruksi katub ekspansi thermostatic
!agi !agian an utam utamaa katu katub b eksp ekspan ansi si ther thermo most stat atik ik adal adalah ah %+( %+( katu katub b jaru jarum m dan dan dudukannya, %/( diafrahma, %0( remote bulb yang berisi refrijeran cair, dilengkapi dengan pipa kapiler yang langsung terhubung ke diafrahma, dan %1( pegas yang dapat diatur tekanannya melalui sekrup pengatur tekanan. Seperti semua piranti kontrol laju aliran refijeran lainnya, katub ekspansi thermostatik juga dilengkapi dengan filter dari kasa baja yang diletakkan di sisi masukan katub. Remote bulb dipasang pada sisi keluaran e"aporator dicekam atau diklem kuat pada saluran outlet e"aporator agar Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
8
dapat mendeteksi atau merespon langsung suhu refriejran yang mengalir pada sisi outlet e"aporator. Calaupun dalam prakteknya ada sedikit perbedaan antara suhu gas pada saluran suction di mana remote bulb dipasang dan suhu refrijeran saturasi yang ada di dalam dalam remote remote bulb, bulb, tetapi tetapi untuk untuk hal ini dapat diabai diabaikan kan.. Sehing Sehingga ga dapat dapat dianggap tekanan yang diberikan oleh refrijeran saturasi yang ada di dalam remote bulb selalu berhubungan dengan suhu gas refrijeran yang ada di saluran outlet e"aporator dimana remote bulb dipasang.
Katub ekspansi ekspansi termostatic sabran e!uai"er eksternal Katub ekspansi termostatic sabran e!uai"er eksternal
#vaporator #vaporator
4ambar +.= #okasi pemasangan remote bulb pada sisi outlet e"aporator
Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
$
4ambar +.?, Pemasangan SensingRemote !ulb
4ambar +.9, llustrasi prinsip kerja kerja katub ekspansi thermostatic Kerja katub ekspansi thermostatik merupakan hasil interaksi tiga jenis tekanan yang bekerja pad diafrahma, ya>rtu tekanan pegas dan tekanan e"aporasi yang akan menekan diafrahma sehingga cenderung menutup katub dan tekanan yang dihasilkan oleh refrijeran saturasi yang ada di dalam remote bulb bila refrijerannya mengembang yang mela&an tekanan pegas dan tekanan e"aporasi, sehingga cenderung membuka katub. katub. 4ambar 4ambar +.++.+- memperi memperiiha ihatka tkan n gambar gambar skema skema prinsi prinsip p kerja kerja katub katub ekspan ekspansi si thermostatik. 5sumsi 5sumsikan kan refrije refrijeran ran cair cair yang yang ada di e"apor e"aporato atorr mengu menguap ap pada pada suhu suhu 1:3 sehingga tekanan saturasi e"aporasinya adalah /<- kPa. 5sumsikan pula, tekanan yang diberikan oleh pegas adalah =- kPa, sehingga tekanan total yang diterima diafrahma adalah %+<- E =-( F 0+- kPa. !ila rugi tekanan diabaikan maka suhu dan tekanan pada semua titik di e"aporator adalah sama. 7etapi refrijeran yang berada setelah titik ! hingga ke saluran outlet e"aporator menguap sehingga suhunya naik dan refrijeran Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
1%
saturasi berubah menjadi gas panaslanjut %superheat "apor(, pada tekanan saturasi /setting >setting superheat>. Gika setting tekanan pegas dinaikkan, akan menaikkan derajad panaslanjut, dan dan keba kebali lika kann nny ya
bila bila teka tekana nan n pega pegass ditu dituru runk nkan an akan akan menu menuru runk nkan an dera deraja jad d
panaslanjutnya. !iasa nya besaran derajad panaslanjut %setting superheat( yang la;im dilakkan oleh pabrikan berkisar antara 1K hingga
bulb location Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
11
Gambar 1.$& 'okasi pemasangan remote remote bulb (ang sala )an (ang benar
Seperti telah dikemukakan dikemukakan di atas, karena adanya rugi tekanan tekanan pada pipa maka tekanan pada sisi masuk dan sisi keluar e"aporator tidak sama. Gika rugi tekanan yang timbul cukup besar, maka dapat berakibat pada setting superheat$nya. )ntuk mengatasi hal ini maka pada katub ekspansi ekspansi thermostatik ditambah ditambah asesori yang disebut sebagai e'ua e'uali li;e ;err
ekst ekster erna nal. l.
4amb 4ambar ar
+. +.
memp memper erli liha hatk tkan an
kons konstr truk uksi si
katu katub b
eksp ekspan ansi si
thermostatik yang dilengkapi dengan e'uali;er sedang gambar +.+- memperlihatkan prinsip kerjanya.
Gambar 1.1%& Konstruksi katub ekspansi )engan e!uali"er eksternal
4ambar +.++, +.++, Konstruksi katub ekspansi dengan eksternal e'uali;er
Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
12
Dari gambar +.++ dapat dilihat bah&a tekanan pegas <+ kPa ditambah dengan tekanan tekanan outlet e"aporator +99 kPa. 7ekanan total yang diberikan ke diafrahma adalah %+99E<+( F /0 kPa. 7ekanan yang diberikan oleh remote bulb adalah /0 kPa. Keadaan seimbang ini akan terus dipertahankan selama derajat panas lanjut refrijeran gas sebesar
%.0 E)aporat E)aporator or
8"apor 8"aporato atorr adalah adalah media media pemind pemindaha ahan n energ energii panas panas melalui melalui permuka permukaan an agar agar refrijeran cair menguap dan menyerap panas dari udara dan produk yang ada di dalam ruan ruang g terse tersebu but. t. Kare Karena na,, begi begitu tu bany banyak akny nyaa "aria "ariasi si kebu kebutu tuha han n refri refrijer jerasi asi,, maka maka e"aporator juag dirancang dalam berbagai tipe, bentuk, ukuran dan desain. 8"aporator dapat dikelompokkan dalam berbagai klasifikasi, misalnya, konstruksi, cara pencatuan refrijeran cair, kondisi operasi, cara sirkulasi udara dan jenis katub ekspansinya. Dalam sistem refrigerasi refrigerasi yang besar %umumnya %umumnya tipe shell shell and tube), tube), e"aporator bisa dibagi menjadi dua tipe yaitu * a. Tipe Tipe Flooded Evaporator Refrigeran Refrigeran dari H@ akan masuk menggenangi menggenangi shel yang di dalamnya berisi pipa yang berisi air. 5ir hangat yang masuk di dalam pipa akan diserap panasnya oleh refrigerant yang menggenangi shel. 5kibat perpindahan panas ini, refrigeran yang menggenan menggenangi gi shel akan menguap menguap dan uap refrigeran akan naik naik menuju kompresor kompresor,, sedan sedangk gkan an air air yang yang kelu keluar ar dari dari shel shelll akan akan menj menjad adii ding dingin in.. Flooded evaporator biasanya dilengkapi oleh sensor le"el li'uid refrigeran di dalam shel yang terhubung deng engan mekan ekanis ism me kerj kerjaa electro electronic nic expans expansion ion valve valve sehing sehingga ga akan akan mengat mengatur ur banyaknya refrigeran yang akan masuk ke dalam shel untuk menjaga tingkat terendah te rendah refrigeran yang menggenangi shell.
4ambar +.+/ Flooded +.+/ Flooded Evaporator
Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
13
b.
7ipe Direct 8Bpansion %DH( %DH( 8"aporator
4ambar +.+0 Dry$8Bpansion 8"aporator !eda !eda dengan dengan tipe Flooded evaporator , refriger refrigeran an yang yang keluar keluar dari H@ akan akan masuk melalui pipa dan air akan masuk memenuhi shell. 5ir di dalam shell akan didinginkan oleh refrigeran yang ada di dalam pipa, konsekuensinya refrigeran akan menguap dan keluar menuju kompresor.
%.1 $onstruk $onstruksi si E)aporat E)aporator or
Dilihat Dilihat konstruksin konstruksinya, ya, e"aporator e"aporator dapat dibagi dibagi menjadi menjadi empat kelompok, kelompok, yaitu %+( bare$tube, %/( plate$surface, %0( finned dan %1( shell and tube. 8"aporator jenis !are tube dan plate$surface dapat dikdompokkan sebagai e"aporator permukaan primer, di mana permukaan untuk transfer panas mempunyai kontak langsung dengan refrijeran cair yang menguap di dalamnya. Kalau e"aporator jenis finned, maka hanya pipa refrijer refrijeran an yang yang disebu disebutt permuk permukaan aan primer, primer, sedangk sedangkan an finned finned$ny $nyaa disebu disebutt sebagai sebagai e"ap e"apor orato atorr
perm permuk ukaa aan n
seku sekund nder er.. Iinn Iinned ed hany hanyaa
berf berfun ungs gsii
mena menang ngka kap p
udara udara
diseki disekitar tarnya nya dan mengub mengubun ungka gkanny nnyaa ke pipa pipa refrijer refrijeran. an. 8"apor 8"aporato atorr !are$tu !are$tube be dan plate$surface la;im digunakan untuk keperluan pendinginan air dan pendnginan udara yang suhunya di ba&ah +:3. 5kumulasi bunga es pas permukaan e"aporator tidak dapat dicegah. Oleh karena itu perlu diupayakan untuk menghilangkan bunga es di permukaan e"aporator.
Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
14
%.1.% Bare tu!e E)aporator
8"ap 8"apor orat ator or jeni jeniss bare bare$t $tub ube, e, terb terbua uatt dari dari pipa pipa baja baja atau atau pipa pipa temb tembag aga. a. Peng Penggu guna naan an pipa pipa baja baja bias biasan any ya
untu untuk k
e"ap e"apor orat ator or berk berkap apas asit itas as besa besarr
yang yang
menggunakan ammonia. Pipa tembaga biasa digunakan untuk e"aporator berkapasitas rendah dengan refrijeran selain ammonia.
4ambar +.+1 Desain 8"aporator !are$tube
1.%.( Plate 'ur&a#e E)aporator
8"aporator 8"aporator permukaan permukaan plat atau plate$surface dirancang dengan berbagai jenis. !eberapa diantaranya dibuat dengan menggunakan dua plat tipis yang dipres dan dilas sedemikian sehingga membentuk alur untuk mengalirkan refrijeran cair. 3ara lainnya, menggunakan pipa yang dipasang diantara dua plat tipis kemudian dipress dan dilas sedemiak seperti gambar +.+<.
4ambar 4ambar +.+< Desain 8"a orator Permukaan Permukaan Plat Plat
Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
15
4ambar +.+= Desain e"a orator Permukaan Permukaan lat urituk urituk refri erator Domestik Domestik
4ambar +.+? Desain e"aporator permukaan plat dengan pipa 1.%.+ 2inned E)aporator
8"aporator jenis finned adalah e"aporator bare$tube tetapi dilengkapi dengan sirip$sirip yang terbuat dari plat tipis alumunium yang dipasang disepanjang pipa untuk untuk menamb menambah ah luas luas permuk permukaan aan perpin perpindah dahan an panas. panas. Sirip$s Sirip$siri irip p alumun alumunium ium ini berfungsi sebagai permukaan transfer panas sekunder. Garak antar sirip disesuaikan dengan kapasitas e"aporator, biasanya berkisar antara 1- sampai <-- buah sirip per meter. 8"aporator 8"aporator untuk keperluan keperluan suhu rendah, rendah, jarak siripnya berkisar 9- sampai sampai /-- sirip per meter. )ntuk )ntuk keperluan suhu tinggi, seperti room 53, jarak fin berkisar +,9 mm.
4ambar +.+9 Desain e"aporator permukaan plat dengan pipa
%.3 $apasitas E)aporator E)aporator Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
16
Kapasitas Kapasitas e"aporator e"aporator biasanya dinyatakan dinyatakan dalam &att. 5gar dapat memindahka memindahkan n energi panas sesuai denga keinginan, maka permukaan perpindahan panas e"aporator harus mempunyai kapasitas perpindahan panas yang cukup, agar semua refrijeran yang yang akan akan diuapk diuapkan an di dalam dalam e"apor e"aporato atorr dapat dapat berlan berlangsu gsung ng dengan dengan optima optimall dan menghasilkan pendinginan yang maksimum pula. Pemind Pemindaha ahan n panas panas yang yang berlan berlangsu gsung ng di e"apor e"aporato atorr dapat dapat terjadi terjadi dalam dalam dua cara.y cara.yaitu aitu kon"ek kon"eksi, si, dan konduk konduksi. si. !esarny !esarnyaa kapasit kapasitas as perpin perpindah dahan an panas panas pada pada e"aporator tergantung pada lima "ariable sebagai berikut* +(
#uas area permukaan
/(
!eda suhu
0(
Iaktor kondukti"itas panas
1(
Ketebalam material yang digunakan
<(
Caktu
Secara matematika, jumlah panas yang dipindahkan dapat dihitung dengan formula sebagai berikut* J F 5 B ) B 7D Di mana J
F Gum Gumla lah h pan panas as yang ang dip dipin inda dah hkan kan dal dalam am C
5
F Perm ermukaa ukaan n luar luar e"ap e"apor orat ator or dala dalam m m/
)
F Iak Iakto torr ko konduk ndukta tans nsii pan panas as dala dalam m Cm/ K
7D
F !ed !edaa suhu suhu refri refrijer jeran an dan dan uda udara ra lua luar r
%.4 $ondense $ondenserr
Seperti Seperti telah telah diketah diketahui, ui, bah&a bah&a fungsi fungsi conden condenser ser di dalam dalam sistem sistem Refrig Refrigeras erasii Kompresi 4as adalah untuk merubah &ujud refrigeran dari gas yang bertekanan dan bersuhu tinggi dari discharge kompresor menjadi cairan refrigeran yang masih bersuhu dan bertekanan tinggi. Pada saat gas bergerak dari sisi discharge kompresor masuk ke dalam condenser, ia mengandung beban kalor yang meliputi kalor yang diserap oleh e"aporator untuk penguapan li'uid refrigeran, kalor yang diserap untuk menurunkan suhu li'uid refrigeran dari suhu kondensing ke suhu e"aporating, kalor yang dihisap oleh silinder chamber dan kalor yang dipakai untuk mengkompresi gas dari e"aporator. Kondenser harus mampu membuang kalor tersebut ke cooling medium yang digunakan oleh kondensernya. )ntuk membuang kalor yang dikandung refrigeran yang berada di Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
17
dalam coil kondenser diperlukan cooling medium. Sesuai dengan jenis cooling medium yang digunakan maka kondenser dapat dibedakan menjadi 0, yaitu * +(
5ir 5ir 3ool 3ooled ed 3ond 3onden ense serr %men %mengg ggun unak akan an uda udara ra seb sebag agai ai coo cooli ling ng med mediu ium( m(,,
/(
Cater ter 3ool 3ooled ed 3on 3onde dens nser er %me %meng nggu guna naka kan n air air seba sebaga gaii cool coolin ing g med mediu ium m dan dan
0(
8"ap 8"apor orat ati" i"ee 3on 3onde dens nser er %men %mengg ggun unak akan an komb kombin inas asii uda udara ra dan dan air air(( Seperti telah diketahui, kondenser diletakkan di luar ruangan %out door(. Sehingga
permukaan coil kondenser tentu te ntu saja mudah sekali s ekali terkena kotoran baik oleh debu, uap air dan kotoran lainnya. 5gar pembuangan kalor tersebut dapat beriangsung dengan efektis secara terus menerus maka permukaan perpindahan panas pada kondenser harus selalu dalam kondisi bersih, bebas kotoran dan debu. )ntuk itu kondenser harus selalu dibersihkan secara rutin. 1) Air Cooled Cooled Condese Condeserr (AC (ACC) C) Air Cooled Condeser %533( adalah condenser condenser dengan dengan media pendingin pendingin udara. udara.
Keuntu Keuntunga ngan n menggu menggunak nakan an Air
Cooled Condeser adalah mengurangi mengurangi
instala instalasi si untuk untuk coolin cooling g to&er to&er sehing sehingga ga mengur mengurang angii biaya biaya pera&at pera&atan. an. 6nstala 6nstalasi si cooling to&er akan berhubungan dengan maintenance pada &ater treatment, make up &ater, pera&atan pada to&er, free;e protection dan pembesihan tabung condenser. Keuntu Keuntunga ngan n lain lain dari dari
Air Cooled Condeser adalah adalah sistem yang sudah sudah utuh, utuh,
packaged system, sehingga akan mengurangi &aktu untuk mendesain sistem, inst instal alas asii yang ang sed sederh erhana, ana, dan dan fakt fakto or packaging systeman systemang g membu membuat at semu semuaa komponen refrigerasi yang sudah terpasang dari pabrik sehingga memudahkan untuk monitoring sistemnya. Kerugian dari sistem ini adalah jika temperatur ambient diatas dari temperature kondesor serta mahalnya biaya energy listrik. Air Cooled Condeser dinstalasi dibagian luar gedung.
Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
18
4ambar +.+ 5ir 3ooled 3ondenser ) !ater Cool Cooled ed Conde Condense nserr (!CC) (!CC) !ater Cooled Condenser adalah condenser dengan dengan media pendingin air. air. 8nergi yang digunakan pada !ater !ater Cooled Condenser Condenser lebih efesien dibandingkan Air Cooled Cooled
Condenser Condenser . Keuntu Keuntunga ngan n mengg mengguna unakan kan !ater ater Cooled Cooled Condenser Condenser
salah
satunya satunya tidak dipengaruh dipengaruhii oleh temperatur temperatur ambient ambient . #ife time dari !ater"cooled chiler bisa mencapai /-$/< tahun sedangkan untuk air"cooled chilers hanya 1#"$ tahun% !ater Cooled Condenser dinstalasi di bagian dalam gedung biasanya di basement% basement% &erugian &erugian dari !ater !ater Cooled Condenser Condenser adalah adalah instalasi yang
tidak
sederhana% 'ecara umum sistem !ater !ater Cooled Condenser bisa dibagi menadi kategori, yaitu a%
!aste"*at ste"*ater er system, system, dimana dimana air yang sudah sudah terpakai terpakai di condens condenser er langsun langsung g dibuang% +iasanya sistem ini dipakai dipakai untuk lokasi sistem yang yang kaya dengan sumber air% air%
4ambar +./-. !aste"*ater !aste"*ater system b% b% ecirculated *ater system, system, dimana air yang sudah terpakai untuk mendinginkan Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
1$
kondenser didinginkan melalui cooling to&er lalu disirkulasikan kembali ke condenser.
4ambar +./+. ecirculated +./+. ecirculated *ater system
a(
7erdapat 7erdapat tiga tipe dasar dari !ater !ater Cooled Condenser yaitu * Tipe Tipe double"tube - tube and tube 7ipe ini menggabungkan dua pipa, yang satu berisi refr igeran dan satunya lagi berisi air dengan arah arus saling berla&anan.
4ambar +.// .ouble +.// .ouble tube Condenser
Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
2%
b( 7ipe Shell and tube
7ipe 7ipe ini menggunaka menggunakan n shell %tabung( %tabung( yang berfungsi berfungsi mena menamp mpun ung g
refr refrig iger eran an
dari dari
kom kompreso resorr
untu untuk k
dikondesasikan sedangkan air sebagai media penghantar panas berada di dalam pipa hori;ontal.
Refrigerant "apor in Shell Aot &ater out
7ube 3old &ater 4ambar +./0 'hell and tube in Condenser
Refrigerant li'uid out
c( 7ipe 7ipe She Shell and and coil coil 7ipe 7ipe ini menggunaka menggunakan n shell %tabung( %tabung( yang berfungsi berfungsi mena menamp mpun ung g
refr refrig iger eran an
dari dari
kom kompreso resorr
untu untuk k
dikondesasikan sedangkan air sebagai media penghantar panas berada di dalam pipa coil.
Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
21
4ambar +./1 'hell and coil Condenser
Modul Prinsip Refrigerasi Komersial SMK 2egeri + 3erme $ 4resik
22
/) Evapor Evaporati ative ve Cool Cooled ed Conden Condenser ser %833( %833( Evaporative Cooled Condenser adala adalah h cond conden enser ser deng dengan an medi mediaa pend pendin ingi gin n kombinasi antara udara dan air.
4ambar +./< Evaporative +./< Evaporative Cooled Condenser %.%5 %.%5 Cond Conden ensi sing ng uni unitt
Dalam prakteknya, untuk memudahkan dalam hal desain dan perakitan sistem refrijerasi kompresi gas, susunan kompresor, hot gas line, condensor dan recei"er tank serta penggerak kompresor biasanya motor listrik satu fasa atau tiga fasa, disusun dalam satu kesatuan unit, dan la;im disebut sebagai condensing unit. 4ambar +./= memperlihatkan tipikal condensing unit, dengan kompresor her metik.
Gambar 1.26 *ipikal +ir ,oole) ,on)ensing -nit& s(stem ermetic
"angkuan
8fek refrigerasi diperoleh dengan cara menguapkan li'uid refrigerant yang ditempatkan di dalam refrigerator. Karena refrigerant %R+01a( berada di ba&ah tekanan atomsfir normal %+,-+0/ bar(, maka kondisi saturasi refrigerant dicapai pada suhu $/,9:3. penguapan pada suhu suhu rendah rendah ini, ini, menyeba menyebabka bkan n refrige refrigeran rantt dapat dapat menye menyerap rap panas panas udara udara ruang ruang dengan dengan cepat. Panas Panas yang yang diserap diserap melalui melalui pengua penguapan pan li'uid li'uid refrig refrigeran erantt akan akan dibuan dibuang g keluar keluar ruang ruang melalui lubang angin oleh gas refrigerant. 8fek pendinginan akan berlangsung terus hingga li'uid refrigerannya habis. Kontainer yang digunakan untuk menyimpan li'uid refrigerant disebut e"aporator. 8"aporator adalah salah satu bagian penting dalam system refrigerasi kompresi mekanikal. Dalam system kompresi uap, refrigerant bersirkulasi di dalam system pemipaan secara tertutup. Dalam satu siklus terdapat 1 proses utama yaitu * +. Pros Proses es 8"ap 8"apor oras asii /. Pros Proses es Komp Kompre resi si 0. Pros Proses es Kon Konde dens nsas asii 1. Pros Proses es 8ksp 8kspan ansi si
Le!ar $erja
+. Gelaskan prinsip refrigerasi /. Gelaskan istilah condensing unit
0. Gelaskan proses e"aporasiL 1. Gelaskan proses kondensasiL <. Gelaskan proses kompresiL
/. Aplikasi 'iste $oersial Pada a&al produksinya, peralatan refrijerasi mekanik berbadan besar, mahal dan tidak tidak begitu begitu efisien efisien.. Penggu Penggunaa naany nyapu apun n masih masih sangat sangat terbata terbatas, s, yaitu yaitu sebagai sebagai Mesin Mesin Pembuat 8s, Penyimpanan dan Pengepakan Daging dan sebagai 4udang Pedinginan. Aanya dalam beberapa dekade, industri refrijerasi mengalami perkembangan yang sangat cepat, hingga sekarang. 5da beberapa factor yang menyebabkannya. Pertama, dengan telah dikemb dikembang angkan kanny nyaa metoda metoda atau atau cara cara manufa manufaktu kturr yang yang presisi presisi,, menjad menjadikan ikan peralat peralatan an refrijer refrijerasi asi modern modern menjadi menjadi semakin semakin kecil kecil dan kompak kompak dan menjad menjadii semaki semakin n efisien efisien.. Kemajuan ini seiring dengan kemajuan yang dicapai dalam bidang motor listrik, sebagai penggerak utama kompresor, sehingga memungkinkan mendesain peralatan refrijerasi dalam skala kecil untuk untuk keperluan keperluan domestic dan komersial komersial serta untuk keperluan keperluan lainnya misalnya transportasi, kenyamanan hunian, dan proses produksi di industri.
(.% $lasi&ikas $lasi&ikasii
)ntuk keperluan studi dan pepelajaran, industri refrijerasi dapat dikelompokkan ke dalam enam kategori umum, yaitu %+( refrijerasi domestic, %/( refrijerasi komersial, %0( refrijer refrijerasi asi indust industri, ri, %1( Refrije Refrijerasi rasi transpo transportas rtasii dan Kapal Kapal #aut, #aut, %<( 7ata ata )dara )dara untuk untuk kenyamanan Aunian, dan %=( 7ata )dara untuk keperluan proses produksi di industri. "e&rijerasi Doestik
Refrijerasi domestic memiliki ruang lingkup yang agak terbatas, ditujukan pada refrigerator dan free;er untuk keperluan rumah tangga. Ca Calaupun laupun ruang lingkupnya terbatas, tetapi industri refrijerasi domestic ini mengambil porsi yang cukup signifikan pada industri refrijerasi secara keseluruhan. Peralatan refrijerasi domestic, biasanya berkapasitas kecil, konsumsi daya input antara 0< &att hingga 0?< &att, dengan menggunakan kompresor system hermetic. "e&rijerasi $oersial
5da banyak masalah yang idhadapi oleh dunia Refrijerasi komersial, antara lain perencanaan atau desain, pemasangan atau instalasi, dan pemeliharaan. 5plikasi refrijerasi komersial telah merambah di banyak bidang usaha, antara lain pasar ritel,
restoran, hotel dan industri lainnya yang berkaitan dengan penyimpanan, pengolahan dan penga&etan makanan. Sesuai dengan fungsinya, ada banyak jenis dan tipe yang tersedi tersediaa di pasaran pasaran untuk untuk memenu memenuhi hi kebutu kebutuhan han komersi komersial, al, misalny misalnyaa reach$i reach$in n refrige refrigerato rator, r, single single$du $duty ty ser"ice ser"ice case, case, double double$du $duty ty ser"ice ser"ice case, case, high high multish multishelf elf produce sales case, dan open type display. display.
4ambar +./? Reach$in Refrigerator
Reach$in Refrigerator merupakan perlatan yang paling banyak pemakainya untuk keperluan komersial. !eberapa pengguna peralatan ini dapat disebutkan di sini, toko ritel, toko sayuran dan buah$buahan, toko daging, toko roti, toko obat, restoran dan &arung makan, toko bunga dan hotel. !iasanya peralatan ini digunakan sebagai tempat penyimpanan penyimpanan dan sebagian sebagian lagi digunakan sebagai tempat pajangan pajangan %display(. Sebagai tempat pajangan, pintunya terbuat dari kaca. Display Case
Sesuai dengan namanya, display case adalah peralatan refrijerasi komersial yang berfungsi sebagai tempat pajangan produk atau komoditi yang akan dijual. 7ampil mpilan an disp displa lay y case case ini ini seng sengaj ajaa dide didesa sain in deng dengan an sang sangat at atra atrakt ktif if,, untu untuk k menimb menimbulk ulkan an minat minat dan keterta ketertarik rikan an para para konsum konsumen en agar agar dapat dapat menstim menstimulas ulasii penjualan produk. Sehubungan dengan fungsinya tersebut, maka penampilan dan pajangan komoditi merupakan pertimbangan utama dalam mendesain display case. Pada display case, tidak begitu memperhatikan kondisi penyimpanan yang optimal, sehingga lama penyimpanan komoditi di dalam display case sangat terbatas, dengan
rentang &aktu hanya beberapa jam untuk produk tertentu hiingga beberapa minggu, untuk produk tertentu pula, dan biasanya paling lama 0 minggu.
Multi Multish shet etff disp display lay case, case, spser spserti ti yang yang dipe diperli rlihat hatka kan n dalam dalam gamb gambar ar +./? +./? digunakan untuk tempat pajangan komoditi seperti daging, sayuran, buah$buahan, makanan beku, es krim dan komoditi lainnya. Display case dapat digunakan untuk berbagai komoditi karena dilengkapi dengan pengontrol suhu dan kelambaban udara. Suhu Suhu dan kelamba kelambaban ban udara udara diatur diatur sesuai sesuai dengan dengan komod komoditi iti yang yang disimp disimpan an di dalamnya.
Gambar 1.28 Displa( ,ase& single )ut(.
4ambar +./ Multishelf
4ambar +.0-, Open type display case, untuk menyimpan makanan beku dan es krim
Le!ar $erja
+. Gelaska Gelaskan n system system refrige refrigerasi rasi komersi komersialL alL /. Gelaska Gelaskan n aplik aplikasi asi system system komersi komersialL alL Tugas Tu gas Praktek Pra ktek
7opik 7opik * Mengidentifikasi Sistem Siste m Refrigerasi Komersial Prosedur Pelaksanaan Praktikum * +. Meminta Meminta ijin ijin pada pada pelatih pelatihin instru struktu ktur r /. Mengid Mengidenti entifik fikasi asi kompon komponen en system system refriger refrigerasi asi 0. Mengop Mengoperas erasika ikan n system system refrige refrigerasi rasi 1. Mencatat Mencatat data$data data$data unjuk kerjaoperasi kerjaoperasi system refrigerasi refrigerasi <. Melakukan Melakukan re$setting re$setting untuk untuk mengop mengoptimalk timalkan an unjuk unjuk kerja system system refrigerasi refrigerasi =. Mem Membuat buat kes kesim impu pula lan n Petunjuk * +. 4unaka 4unakan n format format isian isian yang yang telah telah dised disediaka iakan nL /. )tamaka )tamakan n Keselam Keselamata atan n dan Keseh Kesehatan atan Kerja Kerja %K0( %K0(
ormat 1. /)enti0kasi Komponen istem erigerasi
Peralatan
Data Pengamatan
#ight 3ommercial Suhu ambient* Refrigeration
7ekanan Suction * 7ekanan 7ekanan Discharge * Suhu Kabinet * Suhu Suhu 8"aporasi* Suhu Kondensing *
3ommercial
Suhu ambient *
Refrigeration
7ekanan Suction * 7ekanan 7ekanan Discharge *
SettingRe$setting
Suhu Kabinet* Suhu 8"aporasi* Suhu Kondensing *
B. $egiatan Belajar ( Diagra 'iklus "e&rigerasi "e&rigerasi
7ujuan Pembelajaran * Setelah menyelesaikan kegiatan belajar ini, diharapkan peserta mampu * +. Meng Mengua uasai sai PA$d PA$dia iagr gram am /. Membua Membuatt diagr diagram am sikl siklus us refri refriger gerasi asi
%. PH6Diagra
)ntuk dapat lebih mendalami pengetahuan tentang mesin refrigerasi kompresi gas gas dipe diperlu rluka kan n studi studi yang yang lebih lebih inte intens nsif if tida tidak k hany hanyaa pros proses es indi indi"i "idu dual al yang yang menghasilka menghasilkan n suatu siklus tetapi juga tentang hubungan hubungan antara berbagai proses yang
terjadi, dan efek yang ditimbulkan oleh perubahan satu proses terhadap proses lainnya di dalam siklus. Misalnya, perubahan pada proses kompresi, pasti akan berpebgaruh terhadap terhadap proses kondensasi, kondensasi, ekspansi ekspansi dan e"aporasi. )ntuk memahami memahami hubungan hubungan antar proses tersebut digunakan suatu chart dan diagram untuk memperlihatkan siklus lengkap secara grafikal. Representasi secara grafikal tentang siklus refrijrasi ini memungkinkan kita untuk dapat mempertimbangkan secara simultan semua perubahan yang dapat terjadi pada refrijeran dan akibat yang dapat ditimbulkannya selama proses berlangsung. Diagram Diagram yang sering digunakan digunakan dalam menganalisa menganalisa siklus refrijerasi adalah diagram tekanan "ersus entalpi atau la;im disebut sebagai ph Diagram. Pressur Pressure$en e$enthal thalpy py chart chart atau la;im la;im disebu disebutt ph chart chart adalah adalah diagram diagram yang yang menampilkan kondisi refrijeran dalam berbagai status termodinamik sebagai titik atau garis yang dipetakan pada ph diagram. 7itik pada ph dagram yang menampilkan kondis kondisii refrije refrijeran ran pada pada satu status status termodi termodinam namik ik dapat dapat dipetak dipetakan an bila bila ada / sifat sifat refrijeran yang diketahui. !egitu status titik sudah terpetakan, maka sifat lainnya dapat ditentu ditentukan kan pada pada diagram diagram.. 4ambar 4ambar /.+ memperl memperliha ihatka tkan n peta peta ph diagra diagram. m. Peta Peta ph diagra diagrarm rm tersebu tersebutt memetak memetakan an 0 pembag pembagian ian daerah daerah yang yang dipisa dipisahka hkan n oleh oleh kur"a kur"a satu satura rasi si cair cair dan dan kur" kur"aa satu satura rasi si gas, gas, yait yaitu u daer daerah ah satu satura rasi si % saturated saturated region(, region(, superdingin % subcooled region( region( dan panaslanjut % superheated region region(. (.
'pe#i&i# ent/alpy 7k89kg:
4ambar /.+ Pemetaan tiga daerah penting pada ph Diagram
Daerah tengah yang dibatasi oleh kur"a saturasi cair (saturated vapor curve) dan kur"a saturasi gas (saturated li0uid curve) disebut daerah saturasi. Pada daerah ini refrijeran mengalami perubahan fasa. Perubahan fasa dari cair ke gas berlangsung secara progresif dari arah kiri ke kanan dan perubahan dari gas ke cair, berlangsung secara progresif dari arah kanan ke kiri. 7epat pada garis kur"a saturasi cair maka &ujud refrijerannya adalah cair. !egitu juga tepat pada garis kur"a saturasi gas, maka &ujud refrijerannya adalah gas. 7epat ditengah daerah saturasi, merupakan daerah campuran antara refrijeran gas dan cair dengan perbandingan sama. Pada daerah yang dekat dengan garis kur"a saturasi cair, persentasi cairan lebih banyak dari pada gas. !egitu sebaliknya, pada daerah dekat garis saturasi gas, persentasi gas lebih banyak dibandingkan refrijeran cair.
Perban Perbandin dingan gan jumlah jumlah refrijer refrijeran an cair dan gas ini ditunj ditunjukk ukkan an dengan dengan garis garis skala skala yang yang disebut garis Constant 0uality %4ambar /./(.
+55 +55 'pe#i&i#;ent/alpy 'pe#i&i#;ent/alpy 7id9kg<
4ambar /./ Pemetaan tekanan, suhu dan entalpi pada ph$chart
4aris constant 'uality ini membentang dari atas ke ba&ah melalui bagian tengah tengah chart dan hampir parallel dengan garis saturasi cair dan gas. Pada gambar /./ telah telah terpeta terpetakan kan garis garis constant constant 0uality 0uality +-. Sebagai contoh, setiap titik pada garis constant 'uality dekat dengan garis saturasi cair, maka kualitas campuran refrijeran cair dan gas adalah +-. 5rtinya, +- masa refrijeran berpa gas dan - masa refrijeran berupa cairan atau li'uid. Demikian juga untuk garis lainnya sama. Misalnya garis constant 'uality yang berada di dekat garis saturasi gas adalah -. 5rtinya, - masa refrijeran berupa gas dan +- berupa li'uid. 4aris hori;ontal yang membentang dari kiri ke kanan melalui bagian tengah char chartt adal adalah ah gari gariss teka tekana nan n kons konsta tan n (constantpressure), (constantpressure), dan dan gari gariss "ert "ertik ikal al yang yang membentang dari atas ke ba&ah melalui bagian tengah chart adalah garis entalpi konstan konstan %constant %constant enthal enthalpy py(. (. Semua Semua titik titik pada pada garis garis consta constant nt press pressur uree mempunyai teka tekana nan n yang ang sama sama.. Demi Demiki kian an juga juga semu semuaa titi titik k pada pada gari gariss constant constant elthalpy elthalpy mempunyai eltalpi sama.
4aris suhu konstan konstan atau constant constant temperature temperature pada pada daerah subcooled region dinyatakan dengan garis "ertical memotong garis saturated li0uid dan parallel dengan garis cons consta tant nt enth enthal alpy py%% Pada Pada bagi bagiaa teng tengah ah,, karen karenaa peru peruba baha han n fasa fasa refri refrijer jeran an
bertangsung pada suhu dan tekanan konstan, maka garis constant temperature parallel paral lel dan segaris segaris dengan dengan garis constant constant pressure pressure%% Pada garis saturated "apor, maka garis constant constant temperature temperature berbelok berbelok arah lagi dan pada daerah superheated region, kur"a garis constant >temperature menurun curam ke bagian dasar chart. Pada gambar /./, diberikan contoh sebuah garis constant temperature pada skala +<:3. Selanjutnya, pada daerah superheated region, dipe dipetak takan an garis garis consta constant nt entropy entropy,, berupa garis diag diagon onal al hampi hampirr tega tegak k dan dan garis garis cons consta tant nt volu volume me,, yang yang dipeta dipetakan kan dengan dengan garis garis lengkung ke atas melalui garis saturated garis saturated vapor% vapor%
4ambar /.0 Pemetaan proses refrigerasi pada ph$chart
!esaran atau nilai dari berbagai sifat refrijeran penting yang diperiukan dalam siklus siklus refrijer refrijerasi asi dapat dapat langsu langsung ng dibaca dibaca dengan dengan mudah mudah melalu melaluii ph$cha ph$chart rt )ntuk )ntuk menyederhanakan chart, maka jumlah garis skala pada ph$chart dibuat seminimum mungkin. Oleh karena itu, bila hasil pemetaan siklus tidak berada tepat pada garis skalanya, perlu dilakukan interpolasi untuk menentukan nilai yang sebenarnya. Dalam buku ini, ph$chart perhitungannya didasarkan pada asumsi sebagai berikut* masa refrijeran dinyatakan dalam + kg, spesifik "olume dalam satuan m 0kg, entapi dalam
kGkg, dan entropi dalam kGkg.K. Skala entapli dapat ditemukan pada garis horisontal di bagian ba&ah chart. 4ambar /.1 memperlihatkan contoh pemetaan siklus refrijerasi pada ph$ chart. Pada chart dapat dibaca berbagai kondisi refrijeran selama Slkl)Snya berlangsung. 7itik 5, !, 3, D pada 3hart sesuai dengan titik 5, !, 3, dan D pada pa da gambar =.1. Dari chart dapat diketahui, misalnya Suhu e"aporasi adalah $ <:3, suhu kondensasi adalah 1-:3. 7ekananan kondensasi adalah ,=+ bar, tekanan e"aporasi adalah /,=+ bar. Suhu refngerant gas pada sisi discharge kompresor adalah 1=,9:3 %D( atau ==,?:3 %D( Panas sensible dan panas laten yang ditambahkab atau diambil dari rerieran juga rerieran juga dapat langsung diketahui Demikian juga entalpinya.
4ambar /.1, 3ontoh Pemetaan siklus refrigerasi pada ph$chart
%.% Pros Proses es Ekspa Ekspansi nsi
Pada kasus gambar /.1, diasumsikan, refrijeran tidak mengalami perubahan saat keluar dari condeser menuju ke katub ekspansi, jadi 7ekanan refrijeran saat mencapai katub ekspansi ekspansi sama dengan dengan kondisi kondisi di titik 5, yaitu ,=+ bar. bar. Setelah mele&ati katub ekspansi ekspansi %titi %titik k !( teka tekana nan n refri refrijer jeran an cair cair langs langsun ung g turu turun n karen karenaa meng mengala alami mi pros proses es eksp ekspan ansi si adiabatic, yaitu entalpi tidak berubah. 4aris ekapansi adiabatic 5$! merupakan garis lurus, Karena entalpinya tidak berubah. Pada titik ! tekanan refrijeran cair adalah /,=+ bar, Suhu $<:3, entalpi /09,<0< kGkg.
%.( Pros Proses es E)apora E)aporasi si
7itik ! hingga ke titik 3 adalah proses e"eporasi, yaitu penguapan refrijeran cair d e"aporator. Karena penguapan terjadi pada suhu dan tekanan konstan, maka proses !$3 la;im disebut sebagai isothermal isothermal dan isobar, isobar, dan diyatakan diyatakan dengan garis lurus hori;ontal hori;ontal dari titik ! ke titik 3. Pada titik 3 penguapan refrijeran selesai, sehinga kondisinya disebut saturasi pada suhu dan tekanan penguapan. Pada titik 3 ini, kondisi tekanan refrijeran adalah /,=+ bar, suhu $<, entalpi 01,0/ kGkg. 4aris !3 la;im disebut sebagai efek refrijer refrijerasi asi (reri (rerigera geratin ting g eec) eec) atau 'e. !esarnya 'e adalah %01,0/ $ /09,<1( kGkg F ++-,?9 kGkg.
%.+ Pros Proses es $opr $opres esii
Proses refrijerasi yang ditunjukkan dalam gambar /.0 disebut proses refrijerasi saturasi, karena karena kompres kompresor or menghi menghisap sap saturasi saturasi gas hasil hasil e"apor e"aporasi asi di e"apor e"aporator ator.. 4aris 4aris 3D menyatakan proses kompresi yang dilakukan oleh kompresor, yaitu meningkatkan tekanan dan suhu refrijeran gas yang dihisap oleh katub suction dan kemudian mengkompresi hingga tekanan tertentu, yang disebut tekanan kondensasi, titik D. Dalam kasus ini, proses komp kompres resii yang yang dila dilaku kuka kan n oleh oleh komp kompres resor or,, la;im la;im dise disebu butt sebag sebagai ai pros proses es komp kompres resii isentropik, isentropik, yaitu proses kompresi yang berlangsung berlangsung pada entropi entropi konstan atau constant entropy% Karena tidak ada perubahan entropi selama proses kompresi dari titik 3 ke titik D,
maka entropi refrijeran pada titik 3 sama dengan entropi refrijeran pada titik D. Oleh karena itu titik D dapat dipetakan pada ph$chart mengikuti garis constant entropy dari titik 3 hingga memotong garis constant pressure, yaitu tekanan kondensasi, di titik D. Pada titik D, kondisi kondisi refrijeran gas disebut disebut gas panaslanjut panaslanjut pada tekanan kondensasi kondensasi ,=+ bar, pada suhu saturasi kondensasi 1-:3. 4aris 3D la;im disebut sebagai 8nergi panas untuk kompresi atau kerja kompresi, atau '&. !esarnya adalah %0?/,1 $ 01,0/( kGkg F /0,-9 kGkg. Aasil penyerapan panas yang dilakukan kompresor, menyebabkan kondisi refrijeran gas yang dipampatkan oleh kompresor menjadi gas panaslanjut, yang suhunya di atas suhu saturasi pada tekanan kondensasi. Suhu gas panaslanjut ini mencapai 1=,?<:3, sedang suhu saturasi pada tekanan ,=+ adalah 1-:3. Sebelum gas dapat diembunkan %kondensasi( maka maka suhu suhu gas panasl panaslanju anjutt harus harus dituru diturunka nkan n hingga hingga ke suhu suhu saturas saturasii sesuai sesuai tekana tekanan n kondensasinya. Panas yang dipindahkan adalah panas sensibel %garis D8(.
%.- Proses $ondensasi
!iasany !iasanya, a, proses proses D8 %panas %panas sensib sensibel( el( dan proses proses kondesa kondesasi si 85 %panas laten( laten(,, berlangsung di kondensor, yaitu gas panaslanjut dari kompresor didinginkan hingga mencapai suhu kondensasi dan kemudian mengembun. Proses D8 berlangsung dibagian atas kondensor dan saluran gas panas. Pada titik 8, kondisi refrijeran adalah gas saturasi pada suhu dan tekanan kondensasi. Sifat$sifatnya sebagai berikut* tekanan ,=+ bar, suhu 1-:3, entalpi 0=?,+1= kGkg. Proses 85 adalah proses kondensasi gas saturasi di kondensor. Karena kondensasi berlangsung pada suhu dan tekanan konstan, maka garis 85 segaris dengan garis constant pressure dan conctant temperature dari titik 8 ke titik 5. 5. Panas yang dibuang ke media kondensasi adalah ' c adalah * %0?/,1 $ /09,<1( kGkg F +00,9= kGkg. 5tau 'c F 'e E '& F ++-,?9 E /0,-9 F +00,9= kGkg. !ila kapasitas refrijerasi dikehendaki sebesar + kC, maka masa refrijeran yang harus disirkulasi di dalam sistem kompresi gas ini adalah * m=
Qe = qe
1 ( kW )
kj ) 110,78 ( kg
=0,00903 kg / det ¿ 9,03 g / det
Kapasitas kondensasi Jc adalah * Jc F %m(.%'c( F -,---0 %kgdet( B +00,9= +00,9= %kjkg( F +,/- +,/- kjdet Kapasitas kompresi J& adalah * J& F %m(.%'&( F -,---0 %kgdet( B /0,-9 %kjkg( F -,/-91+ kjkg
%. Coe&i#ient o& Per&oran#e 7C=P<
Kualitas unjuk kerja suatu sistem refrijerasi dapat dinyatakan dengan suatu angka hasil perbandingan antara energi yang diserap dari udara ruang dan energi yang digunakan untuk mengkompresi gas di kompresor. Perbandingan kedua energi tersebut la;im disebut sebagai Koefisien unjuk kerja dari siklus refrijerasi atau 3oefficient of performance %cop(. 3OP F ++-,?9 %kjkg(/0,-9%kjkg( F 1,9 2.
Pengaru/ 'u/u E)aporasi
8fisiensi siklus refrijerasi kompresi uap ber"ariasi terhadap suhu e"eporasi dan suhu kond konden ensas sasi. i. 7etapi tapi peng pengar aruh uh suhu suhu e"ap e"apor orasi asi terh terhad adap ap efisi efisien ensi si siklu sikluss lebi lebih h besar besar dibandingkan suhu kondensasi. 4ambar 4ambar /.< memberi memberikan kan ilustra ilustrasi si bagaim bagaimana ana pengar pengaruh uh suhu suhu e"apor e"aporasi asi terhadap terhadap efisiensi siklus refrijerasi. 4ambar tersebut menunjukkan hasil pemetaan pada ph$chart dari dua siklus refrijeasi yang mempunyaisushu e"aporasi berbeda. Siklus pertama, dengan suhu e"aporasi $+-:3 ditandai melalui titik 5, !, 3, D, 8 dan siklus kedua dengan suhu <:3 , ditandai dengan titik tit ik 5, ! 3 D>, dan 8.
4ambar /.<, Pemetaan dua suhu e"aporasi yang berbeda
)ntuk memperlihatkan perbedaannya, marilah kita hitung entalpinya. %a( %a(
untu untuk k sik siklu luss den denga gan n suh suhu u $+$+-:3 :3 'e F hc $ ha F %01?,+0 $ /09,<1( kGkg F +-9,< kGkg '&. F hc $ hc F %0?0,00 $ 01?,+0( kGkg F /=,/ kGkg 'c F hc $ h0 F %0?0,00 $ /09,<1( kGkg F +01,? kGkg
%b( %b(
untu untuk k sik siklu luss den denga gan n suh suhu u <:3 <:3 'e F hcN $ ha F %0<0,= $ /09,<1( kGkg F ++<,-= kGkg '& F hdN $ hcN F %0?-,90 $ 0<0,=( kGkg F +?,/0 kGkg 'c F hdN $ ha F %0?-,90 $ /09,<1( kGkg F +0/,/ kGkg
Kenaikan 8fek refrijerasi terhadap kenaikan suhu e"aporasi adalah * ++<,-= ++<,-= kGkg $ +-9,< kGkg F =,1? kGkg 5tau %=,1? +-9,<( B +-- F <,= . Gadi semakin tinggi suhu e"aporasi semakin besar pula efek refrijerasinya. Sekaran Sekarang g marilah marilah kita kita tinjau tinjau perbed perbedaan aan masa masa refrijer refrijeran an terhada terhadap p kenaika kenaikan n suhu suhu e"aporasi. %a(
untuk untuk siklus siklus dengan dengan suhu suhu $+-:3, $+-:3, besaran besaran masa refrijeran refrijeran per per kilo&att kilo&att kapasitas kapasitas refrijerasi adalah* 1 ( kW ) 108,59 (
kj ) F -,--/+ kgdet. kg
%b( untuk untuk siklus siklus dengan dengan suhu suhu <:3, <:3, besaran besaran masa refrijera refrijeran n per kilo&at kilo&attt kapasitas kapasitas refrijerasi adalah* 1 ( kW ) 115,06 (
kj ) F -.--9= kgdet kg
Pada kenaikan suhu e"aporasi, jumlah masa refrijeran yang disirkulasikan mengalami penurunan. Penurunannya Penurunannya sebesar * -,--/+ %kgdet( -,--9= %kgdet( -,--/+ %kgdet( B +-- F <,=< Sekarang kita tinjau perbedaan daya teoritis yang digunakan untuk kompresi refrijeran. %a(
untuk siklus siklus dengan dengan suhu $+-:3, $+-:3, besaran besaran daya teoritis teoritis kompresi kompresi adalah * Pt F mB'& F -,--/+ %kgdet(B/=./%kGkg( F -,/1+0 kC
%b(
untuk siklus siklus dengan dengan suhu <:3, besaran daya teoritis teoritis kompresi kompresi adalah * Pt F mB' & F -,--9=%kgdet(+?,/0%kGkg( F -,+1? kC
Dari sini dapat dinyatakan, bah&a kenaikan suhu e"aporasi akan menurunkan daya kompresi teoritis sebesar* -,/1+0 -,+1? -,/1+0 B +-- F 0=,? 7erakhir, 7erakhir, marilah kita tinjau efisiensi siklus refrijerasinya. )ntuk membandingkan efisiensi siklusnya, dapat dilakukan dengan membandingkan 3OP antara kedua siklus tersebut. %a( untuk siklus dengan suhu $+-:3, besaran 3OP adalah * 108,59 ( kJ / kg )
/ kg ) 26,20 ( kJ /
=4,14
%b( untuk siklus dengan suhu <:3, besaran besar an 3OP adalah * 115,06 ( kJ / kg ) 17,23 ( kJ / kg )
= 6,68
Sudah dapat dipastikan, bah&a 3OP dan juga efisiensi siklus akan ikut naik bila suhu e"ap e"apor orasi asiny nyaa juga juga naik naik.. Disin Disini, i, kena kenaik ikan an suhu suhu e"ap e"apor orasi asi dari dari $+-: $+-:3 3 ke <:3, <:3, menyebabkan kenaikan efisiensi sebesar* 6,68 − 4,14 4,14
x 100=61,4
+. Pengaru/ 'u/u $ondensasi
Calaupun pengaruh perbedaan suhu kondensasi terhadap efisiensi siklus tidak sebesar suhu e"aporasi, e"aporasi, tetapi pengaruh perbedaan perbedaan suhu kondensasi kondensasi terhadap efisiensi tetap tidak
boleh diabaikan. 4ambar /.= memberikan ilustrasi bagaimana pengaruh suhu kondensasi terhadap efisiensi siklus refrijerasi. 4ambar tersebut menunjukkan hasil pemetaan pada ph$ chart dari dua siklus refrijeasi yang mempunyai suhu kondensasi berbeda. Siklus pertama, dengan suhu e"aporasi 1-:3 ditandai melalui titik 5, !, 3, D, 8 dan siklus kedua dengan suhu <-:3, ditandai dengan titik 5> !>, 3, D>, dan 8>.
4ambar /.=, Pemetaan dua suhu kondensasi yang berbeda )ntuk memperlihatkan perbedaannya, marilah kita hitung entalpinya. %a(untuk siklus dengan suhu e"aporasi $+-:3 dan suhu kondensasi 1-:3 sudah dihitung pada contoh kasus sebelumnya, yaitu * 'e F hc $ ha F %01?,+0 $ /09,<1( kGkg F +-9,< kGkg '& F hd hc F %0?0,00 $ 01?,+0( kGkg F /=,/ kGkg 'c F hd$ ha F %0?0,00 $ /09,<1( kGkg F +01,? kGkg
%b( untuk siklus dengan suhu kondensasi <-:3 * 'e F hc $ haN F %01?,+0 $ /19,99( kGkg F 9./< kGkg '& F hdN $ hc F %0??,?+ $ 01?,+0( kGkg F 0-.<9 kGkg 'c F hdN$ haN F %0??,?+ $ /19,99( kGkg F +/9.90 kGkg Penurunan 8fek refrijerasi terhadap kenaikan suhu kondensasi adalah *
+-9,< kGkg $ 9,/< kGkg F +-,01 kGkg 5tau %+-,01 +-9,<( B +-- F ,
Gadi semakin tinggi suhu kondensasi semakin kecil efek refrijerasinya. Sekarang marilah kita tinjau perbedaa masa refrijeran terhadap kenaikan suhu e"aporasi. c( untuk siklus siklus dengan dengan suhu suhu 1-:3, 1-:3, besaran besaran masa refrijeran refrijeran per kilo&att kilo&att kapasitas kapasitas refrijerasi adalah* + %kC( +-9,< %kjkg( F -,--/+ kgdet d( untuk siklus siklus dengan dengan suhu suhu <-:3, besaran besaran masa masa refrijeran per per kilo&att kilo&att kapasitas kapasitas refrijerasi adalah* + %kC( 9,/< %kjkg( F -,-+-+9 kgdet Pada kenaikan suhu kondensasi, jumlah masa refrijeran yang disirkulasikan mengalami kenaikan. kenaikannya sebesar* -,-+-+9 %kgdet( -,--/+ -,--/+ %kgdet( -,--/+ %kgdet( B +-+-- F +-,<0 Sekarang kita tinjau perbedaan daya teoritis yang digunakan untuk kompresi refrijeran.
%c( untuk siklus siklus dengan dengan suhu 1-:3, 1-:3, besaran besaran daya daya teoritis teoritis kompresi kompresi adalah* adalah* Pt F mB'& F -,--/+ %kgdet( B /=,/%kGkg( F -,/1+0 kC
%d( untuk siklus siklus dengan dengan suhu suhu <-:3, besaran besaran daya daya teoritis kompresi kompresi adalah* adalah* Pt F mB'& F -,-+-+9%kgdet( B 0-,<9%kGkg( F -,0++0 kC Dari sini dapat dinyatakan, bah&a kenaikan suhu kondensasi akan meningkatkan daya kompresi teoritis sebesar* 0++,0 /1+,0 /1+,0 B +-- F /
-. E&ek $opresi -.% Menentukan $apasitas 'iste "e&rigerasi
Dengan bekal gambar pemetaan pada ph$chart seperti diperlihatkan pada gambar /.1 di atas, maka kapasitas sistem refrigerasi dapat ditentukan dengan mudah, sebagai berikut* +. Menentukan nilai entalpi untuk setiap kondisi refrigeran, yaitu titik 5, !, 3, D, 3 dan D +.+ Dari Dari titik titik 5, tarik garis lurus lurus ke ba&ah, ba&ah, hingga hingga memoton memotong g skala skala enthal enthalpy py.. Sehingga dapat diperoleh nilai entalpinya, yaitu ha F /09,<1 kGkg. 7itik ! mempunyai entalpi sama dengan titik tit ik 5. +./ Demikian juga dari titik 3, tarik garis lurus ke ba&ah, hingga memotong memotong skala enthalpy. Sehingga Sehingga dapat diperoleh nilai entalpinya, yaitu hc F 01,0/ kGkg. +.0 Dari Dari titik titik D, tarik tarik garis garis lurus lurus ke ba&ah, ba&ah, hingga hingga memoto memotong ng skala skala enthal enthalpy py.. Sehingga dapat diperoleh nilai entalpinya, yaitu hd F 0?/,1 kGkg. +.1 Demikian juga dari titik 3 tarik garis lurus ke ba&ah, hingga memotong memotong skala enthalpy. Sehingga dapat diperoleh nilai entalpinya, enta lpinya, yaitu hc F 0=/,-1 kGkg. +.< Dari Dari titik titik D>, tarik garis garis lurus lurus ke ba&ah, ba&ah, hingga hingga memoto memotong ng skala enthal enthalpy py.. Sehingga dapat diperoleh nilai entalpinya, yaitu hd F 09?,1? kGkg.
/. Menentukan 2ilai Kapasitas Sistem /.+ /.+ Kapa Kapasit sitas as efek efek refri refrige geras rasii untu untuk k siklu sikluss satur saturasi asi %titi %titik k 3( dapa dapatt diten ditentu tuka kan n deng dengan an menc mencar arii seli selisi sih h anta antara ra hc dan dan ha, ha, yait yaitu u 01, 01,0/ 0/ kGk kGkg g $ /09, /09,<1 <1 kGkg Gkg F ++-,?9 -,?9 kGk kGkg. g. 5rtin rtiny ya bila bila masa masa refr refrig iger eran an yang yang diua diuapk pkan an di e"aporator sebesar / kg, maka kapasitas efek refrigerasi mencapai // +,<= kG. /./ Kapa apasit sitas
efe efek
refri frigera erasi
untuk
siklus
panaslanjut jut
%ti %titik
3(
dapat
ditent ditentuka ukan n dengan dengan mencari mencari selisih selisih antara antara he> dan ha, yaitu 0=/,-1 0=/,-1 kGkg $ /09,<1 kGkg F +/0,<- kGkg. 5rtinya bila masa refrigeran yang diuapkan di e"aporator sebesar / kg, maka kapasitas efek refrigerasi mencapai /1? kG.
/.0 Kapasitas Kapasitas kompresi saturasi dapat ditentukan ditentukan dengan mencari mencari selisih antara hd dan hc, yaitu 0?/,1 kGkg $ 01,0/ kGkg F /0,-9 kGkg. /.1 Kapasitas Kapasitas kompresi panaslanjut panaslanjut dapat ditentukan ditentukan dengan mencari selisih antara hd> dan he>, yaitu 09?,1? kGkg $ 0=/,-1 kGkg F /<,10 kGkg. /.< Kapasitas Kapasitas kondensasi kondensasi siklus saturasi dapat ditentukan ditentukan dengan dengan mencari selisih antara hd dan ha, yaitu yait u 0?/,1 kGkg $ /09,<1 kGkg F +00,9= kGkg. /.= Kapasit Kapasitas as konden kondensasi sasi siklus siklus panasla panaslanju njutt dapat dapat ditent ditentuka ukan n dengan dengan mencari mencari selisih antara hd> dan ha, yaitu 09?,1? kGkg $ /09,<1 kGkg F +19,0 kGkg.
Dari perhitungan di atas dapat diambil kesimpulan, sebagai berikut* +. Panas Panas kompresi kompresi per kilogram kilogram pada pada siklus siklus panas panas lanjut lanjut sedikit sedikit lebih lebih besar dari dari pada pada siklus saturasi, yaitu sebesar +-. Di mana daya kompresi siklus saturasi /0,-9 kGkg sedang daya kompresi siklus panas lanjut adalah /<,10 kGkg. /<,10$/0,-9/0,-9 /<,10$/0,-9/0,-9 B +-- F +- /. Pada Pada suhu suhu dan tekan tekanan an konden kondensas sasii sama, sama, suhu suhu gas pana panass yang yang keluar keluar dari dari katu katub b dischar discharge ge kompre kompresor sor pada pada siklus siklus panasla panaslanju njutt sedikit sedikit lebih lebih tinggi tinggi daripad daripadaa siklus siklus saturasi, yaitu ==,?:3 untuk siklus panaslanjut dan 1=,9:3 untuk siklus saturasi. 0. Pada siklus siklus panaslanjut panaslanjut,, panas yang yang dibuang dibuang di kondens kondenser er lebih besar besar daripada daripada siklus saturasi. Pada siklus panaslanjut ' c F +19,0 kjkg, pada siklus saturasi ' cF +00,9= kjkg. Kenaikannya sebesar*
+19,0 +00,9= +00,9= B +-- F ++,/= 1. 3OP pada pada siklu sikluss satur saturasi asi adalah* adalah* ++-, ? /0,-9 F 1,9 <. 3OP pada pada siklus siklus pana panass lanjut lanjut adal adalah* ah* +/0,< /<,10 F 1,9<
Le!ar Tu Tugas gas Pelajari hasil pemetaan siklus refrijerasi pada gambar ini, kemudian berikan kesimpulanL
peci0c entalp( kkg
C . $egiatan Belajar + =perasi 'iste $oersial
7ujuan Pembelajaran * Setelah menyelesaikan kegiatan belajar ini, diharapkan peserta mampu * Mengoperasikan unit komersial, mencakup unit cooler, unit chiller dan unit free;er.
%. =perasi Pendinginan
4uda 4udang ng pend pendin ingi gina nan. n. dapat dapat dibe dibeda daka kan n ke dala dalam m tiga tiga kate katego gori, ri, yait yaitu u %+( %+( Penyimpanan Gangka pendek %temporer(, %/( penyimpanan jangka panjang, dan %0( Penyimpanan bahan makanan beku. )ntuk keperluan penyimpanan jangka pendek dan jangka panjang, makanan didinginkan dan disimpan pada suhu di atas suhu titik beku. )ntuk keperluan penyimpanan makanan beku, maka makanan harus dibekukan terlebih dahulu, kemudian disimpan pada suhu$+/:3 hingga $/0:3. Penyimpanan jangka pendek, berkisar antara satu atau dua hari untuk produk tertentu. )ntuk produk lain, dapat tahan hingga maksimal +< hari. Penyimpanan jangka panjang biasa dilakukan untuk keperluan komersial di gudang$gudang pendinginan. #ama penyimpanan tergantung jenis produk. )ntuk produk makanan sensitif seperti tomat, kantalop dan brokoli hanya dapat disimpan selama tujuh sampai sepuluh hari pada suhu tertentu. )ntuk produk makanan yang lebih kuat, seperti ba&ang, dan daging asap dapat disimpan hingga delapan bulan. )ntuk produk makanan yang cepat busuk, bila diinginkan dapat disimpan dalam &aktu lama, harus dibekukan dan disimpan di gudang pembekuan. 7etapi untuk tomat tidak dapat dibekukan. Suhu dan kelembaban udara gudang penyimpanan harus diatur dan disesuaikan dengan jenis produk.
%.% %.% Aksi Aksi Pea Peata tang ngan an
5ksi 8nsiminasi $ ada beberapa proses yang terjadi dalam pertumbuhan suatu benda yang cenderung menuju pembusukan. yang pertama adalah proses pembusukan alami. !ila kita petik sesuatu yang masih hijau dan kita biarkan beberapa &aktu, maka ia akan menjadi matang atau masak. 7etapi bila kita petik yang sudah masak, maka beberapa &aktu kemudian ia akan membusuk. !uah$buahan akan menjadi lunak dan empuk, sedangkan sayuran akan menjadi keras, layu dan kering. Kecepatan perusakan
produk ini meningkat dengan naiknya suhu dan menurun pada suhu yang lebih rendah. Daging tidak dipengaruhi oleh aksi ini. %.( Aksi Aksi Pern Perna&a a&asa san n 7"es 7"espir pirasi asi<<
Selama proses penuaan, suatu produk akan menimbulkan panas. Panas ini timbul akibat adanya reaksi kimia antara kandungan karbohidrat dengan oksigen yang ada di dala dalam m udar udara. a. Reak Reaksi si ini ini disa disamp mpin ing g meni menimb mbul ulka kan n pana panass juga juga meng mengha hasi silk lkan an karbondio karbondioksida. ksida. Panas yang timbul karena reaksi kimia&i ini dikenal dikenal dengan dengan sebutan sebutan Panas respirasi atau factor respirasi. Iactor respirasi besarnya ber"ariasi tergantung jenis produk dan karena proses pematangan lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi, maka panas yang ditimbulkannya juga akan lebih banyak pada suhu gudang yang lebih tinggi. Oleh karena itu, bila unit gudang pendingin %cool room( rusak %break do&n( sedangkan produk makanan buah$buahan dan sayuran masih berada di dalam ruang tersebut tersebut maka pintu gudang harus dibuka dan fan harus tetap dijalankan. dijalankan. Kalau tidak, panas respires res pires yang dihasilkan oleh produk yang berada di dalam dala m paket$paket tertutup akan akan menye menyebab babkan kan suhu suhu produk produk mening meningkat kat dengan dengan cepat cepat dan akan akan mening meningkatk katkan an reaksi kimia&inya. Contoh kasus Sebuah 4udang pendingin untuk sayuran dan buah$buahan yang berukuran 0B0B0 meter memikul beban penuh pada suhu <:3. !ila unit refrigerasinya mati, dan pintu gudang gudang tetap dibiarkan dibiarkan tertutup, maka setelah sekitar +/ jam maka suhu gudang akan dapa dapatt naik naik deng dengan an cepa cepatt hing hingga ga menc mencap apai ai 1-:3 1-:3 deng dengan an meng mengab abai aika kan n suhu suhu lingkungannya. Panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu ruang dibangkitkan oleh proses pematangan buah$buahan %panas respirasi(. Panas respirasi r espirasi dapat menyebabkan titik pusat paket tetap dingin. suhunya sama ketika baru dimasukkan ke dalam gudang hingga seminggu. Sehingga dapat menurunkan kembali suhu ruangnya. Oleh karena itu, perlu member aliran udara segar yang cukup %dengan membuka pintu gudang dan menjaga fan tetap jalan( agar suhu di dalam titik pusat paket ini tidak berubah.
%.+ En>i
Semua tumbuh$tumbuhan dan binatang mempunyai unsure kimia&i yang disebut en;im yang menyebabkan ia dapat menjadi rusak atau membusuk. Dalam kehidupan yang normal, aksi kimia&i ini dikontrol oleh proses kehidupan dan pertumbuhan.
7etapi etapi setelah setelah masa masa panen panen atau penyemb penyembeli elihan han,, maka maka proses proses pertum pertumbuh buhan$ an$aka akan n berhenti tetapi aksi ensiminasi akan terus berjalan. Proses ensiminasi ini akan membuat sayuran hijau menjadi menguning dan merubah cita rasanya. Oleh karena itu untuk keperluan penyimpanan jangka panjang maka proses ini perlu dipertimbangkan. 5ksi 5ksi ini dapat dapat dikont dikontrol rol dengan dengan cara memasak memasak % cooking (. (. Dengan Dengan memasak memasak terlebih dahulu maka keberadaan en;im di dalam produk makanan dapat dihilangkan. 8n;im yang terdapat di dalam buah$buahan, dalam banyak kasus tidak merusak produk yang didinginkan. 7etapi en;im yang ada di dalam daging, cenderung merusak atau melarutkan tissue pembungkusnya, aksi kimia&inya lebih cepat daripada sayuran. %.%.- Bakt Bakter erii dan dan 8au 8aurr
!akteri yang ada pada suatu produk dapat menyebabkan terjadinya pembusukan. Gamur menyebabkan terjadinya perusakan pada permukaan produk. Produk makanan yang telah mengalami kontaminasi akan sangat membahayakan konsumen. !akteri cenderung mengambil tempat di dalam makanan atau di ba&ah permukaan, sedangkan jamur cenderung menempel pada permukaan produk dan sedikit masuk di ba&ah permukaan. 5kti 5ktifit fitas as atau atau pert pertum umbu buha han n jamur jamur dan dan bakt bakteri eri dapa dapatt dipe diperl rlam amba batt deng dengan an menurunkan suhu produk. Pada suhu yang cukup rendah, biasan ya di ba&ah titik beku, maka pertumbuhan bakteri dan jamur akan berhenti. 7etapi, titik suhu pada mana bakteri dan jamur tersebut ters ebut berhenti pertumbuhannya sangat ber"ariasi, tergantung pada jenis produk dan jenis bakteri atau jamurnya. Meskipun Meskipun pertumbuhan pertumbuhan jamur dan bakteri bakteri telah berhenti, berhenti, tetapi ereka tidak ati ati.. Keberadaannya di dalam produk makanan masih ada, dan ia akan aktif atau
berkembang kembali begitu produknya mencair atau suhunya naik kembali. Kembalinya aktifitas pertumbuhan bakteri dan jamur ini akan semakin cepat setelah mencair mencair diband dibanding ingkan kan dengan dengan sebelum sebelum beku, beku, karena karena adany adanyaa uap air ekstra ekstra yang yang terdap terdapat at pada pada permuk permukaan aan produk produk sebagai sebagai hasil hasil proses proses konden kondensasi sasi selama selama proses proses pencairan berlangsung. 6nilah yang menjadi alasan utama untuk menghindarkan pembekuan kembali bagi produk yang telah mencair @arena tingkat kekebalan bakteri dan jamur akan lebih tinggi dibandingkan produk yang belum dibekukan sebelumnya. Dan yang perlu selalu diingat, diingat, bah&a bah&a pencairan pencairan yang kedua kalinya, kalinya, akan diikuti meningkatnya meningkatnya aktifitas aktifitas bakteri, dan bakteri pada le"el ini dapat sangat membahayakan ji&a manusia yang memakannya.
%. Peru!a/an lainnya
!ila makanan dipanaskan atau dikeringkan maka akan timbul perubahan yang tidak diinginkan. !uah$buahan dan sayur$sayuran akan menjadi layu, sehingga tidak menimbulkan selera. Daging akan kehilangan kandungan airnya, kesegarannya dan &arna kemerahannya bila dikeringkan dan berubah menjadi kehitaman. Daging, buah$ buahan dan sayuran akan kehilangan berat berat dalam kondisi kering. Contoh kasus !ila +--- kg daging disimpan di dalam ruang pendingin maka hanya <- kg yang dapat diperoleh setelah dikeluarkan dari ruang pendingin. Karena kandungan air di dalam dalam daging daging sebany sebanyak ak <- kg mengua menguap p akibat akibat penyer penyerapa apan n panas panas oleh oleh e"apor e"aporato ator r selama dagingnya tersimpan di dalam ruang pendingin. Kita tahu daging diperjualbelikan dalam ukuran berat. Dengan kondisi demikian maka maka tuka tukang ng dagi daging ng haru haruss memp memper erhi hitu tung ngka kan n penu penuru runa nan n bera beratt ini ini bila bila akan akan menentukan harga jualnya disamping juga harus mempertimbangkan biaya konsumsi listrik selama penyimpanannya. 7ingkat pengeringan dan penyusutan tergantung pada apakah makanan disimpan di dalam ruangn yang kering atau ruang yang lembab. !eberapa makanan memerlukan kondisi udara ruang yang relati"e kering. Misalnya semua jenis makanan kering, kacang, ba&ang dan keju. Kelembaban yang tinggi dapat menurunkan kualitasnya dan meningkatkan tumbuhnya jamur pada permukaannya. Kandungan "itamin pada banyak makanan akan rusak secara cepat setelah dipetik dan dan ting tingka katt suhu suhuny nyaa menj menjad adii hal hal yang yang pali paling ng mene menentu ntuka kan n ting tingka katt kece kecepat patan an perubahannya. 7elah 7elah dapat dibuktikan bah&a beberapa makanan pada suhu normal dapat kehilangan semua kandungan "itaminnya, sedangkan penyimpanan pada suhu yang yang dirtgi dirtgin n dapat dapat menyeba menyebabka bkan n tetap tetap tersim tersimpan panny nyaa 1- hingga hingga ?- kandun kandungan gan "itamin "itaminny nya. a. !ebera !eberapa pa makana makanan n lainny lainnyaa akan akan kehilan kehilangan gan rasa manisny manisnyaa bila bila tidak tidak didinginkan dengan segera seperti misalnya misa lnya jagung dan buah pear. (. =perasi Pe!ekuan
5da dua cara pembek pembekuan uan makana makanan n yang yang dapat dapat dilaku dilakukan kan,, yaitu yaitu pembek pembekuan uan lamban dan pembekuan cepat. Pembekuan lambat dapat dilakukan dengan meletakkan makanan yang akan dibekukan pada suatu tempat yang bersuhu rendah, dan dibiarkan menbeku menbeku secara perlahan$lahan. perlahan$lahan. Makanan Makanan yang akan dibekukan dibekukan biasanya dikemas dalam dalam suatu suatu pengep pengepakan akan kedap udara, udara, dalam dalam besaran besaran < sampai sampai +< kilog kilogram ram per kemasan. Kemasan produk tersebut disimpan di ruang dengan suhu $+9:3 hingga $1-:3. $1-:3. Pembekuan secara cepat dilakukan dalam tiga cara, yaitu * %+( pencelupan, pencelupan, %/(
kont kontak ak tida tidak k lang langsu sung ng,, dan dan %0( %0( air blast blast . Pembekuan Pembekuan dengan pencelupan pencelupan produk, dilakukan dengan merendam produk ke dalam cairan sodium clorida. Sodium klorida mempunyai daya hantar tinggi, sehingga proses pembekuan dapat berlangsung dengan cepat. Pembekuan dengan kontak tidak langsung, dapat dilakuakn dengan meletakkan produk di atas plat pembekuan. Karena produk yang akan dibekukan mempunyai kont kontak ak therm thermal al langs langsun ung g dengan dengan plat plat pembek pembekua uan, n, maka maka pe rm uk aa n ko nt ak ak an menentukan kecepatan proses pembekuan. Pembekuan dengan sistem air blast, adalah kombinasi pembekuan melalui suhu rendah rendah dan kecepa kecepatan tan udara udara dingin dingin yang yang dihemb dihembusk uskan an ke arah produk produk.. !anyak !anyak perubahan akan terjadi dalam produk makanan pada saat dibekukan. !eberapa memberi manfaat dan beberapa tidak. Perubahan terbesar adalah terbentuknya formasi Kristal Kristal es dan terbent terbentukn uknya ya solidi soliditas tas %penge %pengerasa rasan( n( dari dari semua semua bagian bagian dari produk produk makanan tersebut. Kedua hal tersebut tidak berlangsung secara simultan. Kristal es cenderung terbentuk pada suhu sekitar $+:3 hingga $0,<:3. 7itik beku dari semua bagian lain dari produk makanan akan terbentuk pada suhu di ba&ah itu dan sangat ber"ariasi untuk setiap jenis produk. !ahkan ada sesuatu produk tertentu akan dapat mencapai beku secara keseluruhan pada suhu di ba&ah $+9:3. )ntuk penyimpanan jangka panjang beberapa ruang pembeku di industri dapat mencapai $0-:3. 7ahapa hapan n pemb pembek ekua uan, n, mula mula$m $mul ulaa air, air, kemu kemudi dian an bagi bagian an$ba $bagi gian an lain lain yang yang cenderung memisahkan kandungan uap air dari bagian lain dari makanan. Gadi semakin rendah rendah kecepat kecepatan an pembek pembekuan uan semakin semakin banyak banyak lapisan lapisan Kristal Kristal es yang yang terbent terbentuk. uk. Semakin besar lapisan Kristal es mempunyai dua efek yang tidak diharapkan pada produk makanan. la akan merusakkan dinding$dinding sel, dan ia menyebabkan semakin banyaknya jumlah kandungan uap air yang terpisah dari produk makanan. !ila produknya mencair, maka kandungan uap air tersebut akan mencair keluar melalui dinding$d dinding$dindin inding g sel yang rusak sehingga sehingga produkny produknyaa mengalami mengalami dehidrasi dehidrasi dank arena uap air tersebut mengandung rasa maka produknya juga akan mengalami kehilangan rasa. rasa. !uah$b !uah$buah uahan an menjad menjadii lembek lembek dan sayura sayuran n akan akan layu layu dan biasany biasanyaa beruba berubah h &arna. Sedangkan daging akan menjadi kering dan keras serta kehilangan rasa. !ila proses pembekuan pembekuan berlangsung berlangsung dengan sangat cepat, maka kristal es sangat keci kecill dan dan ting tingkat kat keru kerusak sakan an dind dindin ing$d g$din indi ding ng sel sel juga juga kecil kecil sehi sehing ngga ga ting tingka katt kebocorannya juga rendah. Sebagai tambahan, karena lapisan Kristal esnya sangat kecil, maka pada saat pencairan hanya ada sedikit air yang akan diserap ulang oleh
bahan makanan yang ada di sekitarnya, sehingga kualitas produknya produknya masih menyerupai kondis kondisii semula semula.. !eriku !erikutt ini adalah adalah tabel tabel 0.+ tempera temperatur turee penyi penyimpa mpanan nan bebera beberapa pa produk.
BAB III E*ALUA'I
A. E)al E)alua uasi si Prog Progra ra
8"aluasi program dilakukan pada sesi akhir diklat. 8"aluasi ini dimaksudkan untuk menjaring aspek kepuasan peserta diklat. 5dapun aspek kepuasan peserta diklat yang yang dijari dijaring ng mencak mencakup up fasilita fasilitass asrama, asrama, pemelih pemeliharaa araan n kebersi kebersihan han lingku lingkunga ngan, n, layana layanan n konsum konsumsi, si, layana layanan n paniti panitia, a, program program diklat diklat,, penye penyediaa diaan n fasilita fasilitass belajar belajar,, layanan pengajar, kualitas bahan ajar, layanan keuangan dan layanan umum.
B. Uji Uji $op $opet eten ensi si
)ntuk )ntuk mengeta mengetahui hui tingk tingkat at keberha keberhasil silan an pesert pesertaa dalam dalam mengik mengikuti uti modul modul ini, ini, setiap peserta die"aluasi die"aluasi baik terhadap aspek pengetahuan pengetahuan maupun maupun keterampilanny keterampilannya. a. 5spek pengetahuan dilakukan melalui latihan$latihan dan tes tertulis, sedang aspek keteram keterampil pilan an dilaku dilakukan kan melalu melaluii tugas tugas prakte praktek. k. Pada Pada akhir akhir diklat, diklat, peserta peserta harus harus mengikuti test sumatif yang diberikan oleh &idyais&ara pengampu mata diklat. Score test test tertu tertuli liss mini minima mall yang yang haru haruss dicap dicapai ai oleh oleh peser peserta ta adala adalah h 9- 9- dari dari score score maksimum. Peserta diklat yang memperoleh nilai kumulatif di atas 9-, dinyatakan lulus dan berhak memperoleh sertifikat diklat.
BAB I* PENUTUP
Modul Pembelajaran ini menggunakan sistem pelatihan berbasis kompetensi. Pelatihan berbasis kompetensi adalah pelatihan yang memperhatikan pengetahuan, keteram keterampil pilan an dan sikap sikap yang yang diperlu diperlukan kan di tempat tempat kerja kerja agar agar dapat dapat melaku melakukan kan pekerjaan dengan kompeten. Penekanan utamanya adalah tentang apa yang dapat dilakukan seseorang setelah mengikuti pelatihan. Salah satu karakteristik yang paling penting dari pelatihan berdasarkan kompetensi adalah penguasaan indi"idu secara nyata di tempat kerja. Dalam sistem pelatihan berbasis kompetensi, kompetensi, fokusnya tertuju kepada pencapaian kompetensi dan bukan pada pencapaian atau pemenuhan &aktu tertentu. Dengan demikian maka dimungkinkan setiap peserta pelatihan memerlukan atau atau mengha menghabis biskan kan &aktu &aktu yang yang berbed berbeda$be a$beda da dalam dalam mencap mencapai ai suatu suatu kompet kompetensi ensi tertentu. Gika peserta belum mencapai kompetensi kompetensi pada usaha atau kesempatan kesempatan pertama, maka maka &idyais& &idyais&ara ara akan akan mengat mengatur ur rencan rencanaa pelati pelatihan han dengan dengan peserta peserta.. Rencan Rencanaa ini memb memberi erika kan n kesem kesempa pata tan n kemb kembali ali kepa kepada da peser peserta ta untu untuk k meni mening ngka katk tkan an le"el le"el kompetensinya sesuai dengan le"el yang diperlukan. Gumlah usaha atau kesempatan yang disarankan adalah dua kali.
DA2TA" PU'TA$A
A.MA.Sapto Cidodo.MSc $ 5nita Cidia&ati, M.Pd, Modul prinsip dan Operasi Operasi Refrigerasi Komersial , /-+/, P17K !M76 !andung Fundamentals , $$2 #amond Peter, Refrigeration Fundamentals
5lthouse 5. D., 7urn'uist 3. A., !racciano 5.I., Modern Refrigeration Refrigeration and Air th Conditioning , +9 8dition, 7he 4oodheart$CillcoB 3ompany 6nc Aandoko, Lemari es. 6chtiar !aru Gakarta +9+
