Siklus Kompresi Uap Sistem pendingin siklus kompresi uap merupakan daur yang terbanyak digunakan dalam daur refrigerasi, pada daur ini terjadi proses kompresi (1 ke 2), pengembunan( 2 ke 3), ekspansi (3 ke 4) dan penguapan (4 ke 1), seperti pada gambar. 4.1 :
Kompresi mengisap uap refrigeran dari sisi keluar evaporator, tekanan dan temperatur diusahakan tetap rendah agar refrigeran senantiasa berada dalam fase gas. Didalam kompresor, uap refrigeran ditekan (dikompresi) sehingga tekanan dan temperatur tinggi. Energi yang diperlukan untuk kompresi diberikan oleh motor listrik atau penggerak mula lainnya. Jadi, dalam proses kompresi energi diberikan kepada uap refrigeran. Pada waktu uap refrigeran dihisap masuk ke dalam kompresor, temperatur masih rendah akan tetapi selama a proses poseskompresi berlangsung, g, temperatur dan tekanan naik. Setelah proses kompresi, uap refrigeran (fluida kerja) mengalami proses kondensasi pada kondensor. Uap refrigeran yang bertekanan dan bertemperatur tinggi pada akhir kompresi dapat dicairkandengan media pendinginnya fluida air atau
udara. Dengan kata lain, uap refrigeran memberikan panasnya (kalor laten pengembunan) kepada air pendingin atau udara pendingin melalui dinding kondensor. Karena air atau udarapendingin ape d menyerap panas as dari refrigeran, maka a temperaturnya menjadi lebih tinggi pada waktu keluar dari kondensor. Selama refrigeran mengalami perubahan dari fase gas (uap) ke fase cair, tekanan dan temperatur konstan, oleh karena itu pada proses ini refrigeran mengeluarkan energi dalam bentuk panas. Untuk menurunkan tekanan refrigeran cair dari kondensor dipergunakan katup ekspansi atau pipa pp kapiler. Melalui katup ekspansi, refrigeran mengalami proses evaporasi, yaitu proses penguapan cairan refrigeran pada tekanan dan temperatur rendah, proses ini terjadi pada evaporator. Selama proses evaporasi refrigeran memerlukan atau mengambil energi dalam bentuk panasdari lingkungan atau sekelilingnya, sehingga temperatur sekeliling turun dan terjadi proses pendinginan.
Mesin Refrigerasi Carnot Daur Carnot adalah daur reversibel yang didefinisikan oleh dua proses isotermal dan dua proses isotropik. Karena proses reversibel adalah adiabatik, maka perpindahan panas hanya terjadi pada proses isotermal. Dari kajian termodinamika, daur Carnot dikenal sebagai mesin kalor Carnot yang yang menerima energi kalor dalam temperatur tingg, sebagian diubah menjadi kerja dan sisanya dikeluarkan sebagai kalor pada temperatur rendah. Apabila daur mesin kalor Carnot dibalik, maka proses akan berlangsung dengan pengambilan panas dari daerah yang bertemperatur rendah ke daerah yang bertemparatur tinggi.
Mesin Refrigerasi Carnot
Siklus Daur Carnot
Siklus Absorbsi Sistem absorbsi b merupakan pendahulu sistem kompresi uap dalam abad ke-19 dan kemudian terus dikembangkan k sampai kepada penggunaan domestik, serta instalasi industri kimia dan proses. Pada dasarnya hampir sama dalam beberapa hal dengan siklus kompresi uap. Sebuah siklus refrigeran beroperasi dengan kondensor, katup ekspansi dan evaporator seperti gambar dibawah ini :
Siklus Absorbsi vs Kompresi
Diagram Siklus Absorbsi
Proses Siklus Absorbsi Pada gambar diatas dapat dijelaskan siklus absorbsi, yaitu kondensor dan evaporator serta kerja kompresi yang dilakukan oleh sistem berada disebelah kanan diagram. Uap tekanan rendah dari evaporator diserap oleh larutan cairan dalam absorber. Jika proses absorbsi ini dilakukan secara adiabatik, temperatur larutan naik dan akhirnya absorbsi uap akan berhenti. Untuk mengekalkan proses absorbsi, absorber didinginkan oleh udara atau air yang kemudian melepaskan kalor ke udara bebas. Pompa menerima zat cair tekanan rendah dari absorber, meningkatkan tekanan zat cair dan mengirimkan zat cair ke generator. Di dalam generator, kalor dari suatu sumber temperatur tinggi melepaskan uap yang telah diserap oleh larutan. Larutan cairan dikembalikan ke absorber melalui katup trotel yang maksudnya adalah untuk menurunkan tekanan yang tujuannya untuk menjaga beda tekanan antara generator dan absorber.
Pola Aliran Kalor Siklus Absorbsi Pola aliran kalor ke dan dari empat komponen penukar kalor pada siklus absorbsi adalah sebagai berikut : temperatur tinggi masuk ke generator sedangkan kalor bertemperatur rendah dari bahan yang didinginkan masuk kedalam evaporator. Pelepasan kalor dari siklus terjadi pada absorber dan kondensor pada temperatur tertentu sehingga kalor dapat dibuang ke atmosfir.
Kompresor : Kompresor adalah power unit dari sistem sebuah AC. Ketika AC dijalankan, kompresor mengubah fluida kerja/refrigent berupa gas dari yang bertekanan rendah menjadi gas yang bertekanan tinggi. Gas bertekanan tinggii kemudian diteruskan menuju kondensor. Kondensor : Kondensor adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengubah/mendinginkan gas yang bertekanan tinggi berubah menjadi cairan yang bertekanan tinggi. Cairan lalu dialirkan ke orifice tube. Orifice Tube : di mana cairan bertekanan tinggi diturunkan tekanan dan suhunya menjadi cairan dingin bertekanan rendah. Dalam beberapa sistem, selain memasang sebuah orifice tube, dipasang juga katup ekspansi.
Katup ekspansi : Katup ekspansi, merupakan komponen terpenting dari sistem. Ini dirancang untuk mengontrol aliran cairan pendingin melalui katup orifice yang merubah wujud cairan menjadi uap ketika zat pendingin meninggalkan katup pemuaian dan memasuki evaporator/pendingin Evaporator/pendingin : refrigent menyerap panas dalam ruangan melalui kumparan pendingin dan kipas evaporator meniupkan udara dingin ke dalam ruangan. Refrigent dalam evaporator mulai berubah kembali menjadi uap bertekanan rendah, tapi masih mengandung sedikit cairan. Campuran refrigent kemudian masuk ke akumulator / pengering. Ini juga dapat berlaku seperti mulut/orifice kedua bagi cairan yang berubah menjadi uap bertekanan rendah yang murni, sebelum melalui kompresor untuk memperoleh tekanan dan beredar dalam sistem lagi. Biasanya, evaporator dipasangi silikon yang berfungsi untuk menyerap kelembapan dari refrigent.