Perkembangan Terkini Teknologi Refrigerasi (1)

Siklus refrigerasi merupakan sebuah mekanisme berupa siklus yang mengambil energi (termal) dari daerah bertemperatur rendah dan dibuang ke daerah bertemperatur tinggi. Siklus ini berlawanan dengan proses spontan yang terjadi sehari-hari, maka diperlukan masukan energi untuk menjalankan siklus refrigerasi. Teknologi refrigerasi sangat erat terkait dengan kehidupan dunia modern; bukan hanya pada sisi peningkatan kualitas dan kenyamanan hidup, namun juga menyentuh hal-hal esensial penunjang kehidupan manusia. Teknologi refrigerasi dibutuhkan untuk meminimalkan, bahkan bisa meniadakan, pertumbuhan mikroorganisme perusak bahan-bahan tertentu; maka teknologi ini dibutuhkan keberadaannya di bidang penyimpanan dan transportasi bahan makanan.

Mesin refrigerasi saat ini dengan mudah kita jumpai di berbagai swalayan yang menjual bahan kebutuhan sehari-hari. Truk berpendingin sudah menjadi kebutuhan umum guna mentransportasikan bahan makanan melalui jarak yang cukup jauh. Selain meminimalkan atau meniadakan pertumbuhan mikroorganisme, pendinginan yang dihasilkan oleh teknologi refrigerasi juga diperlukan untuk mencegah terjadinya reaksi kimiawi/biologis yang bisa merusak kondisi suatu zat. Maka teknologi ini juga menjadi tuntutan di bidang kedokteran (penyimpanan vaksin, obat-obatan, hingga cadangan darah). Dukungan mesin refrigerasi terhadap kemajuan iptek jelas terlihat dari keberadaan mesin ini di berbagai instalasi penting berbagai bidang; biologi, kimia, kedokteran, dsb. Teknologi refrigerasi bukan hanya monopoli perusahaan besar ataupun institusi ilmiah, mesin ini, dalam bentuk lemari pendingin (refrigerator) dan pengkondisi udara (AC) umum dijumpai di tengah-tengah masyarakat. Bukan sekedar gaya hidup, karena mesin refrigerasi berfungsi untuk meningkatkan kualitas hidup manusia.

Read More

Pengkondisian Udara (AC) (2)

Bagian pertama tulisan ini telah menyajikan konsep dasar teknologi refrigerasi dan tiga permasalahan yang memberikan arah perkembangan dunia refrigerasi modern, yakni krisis energi, lubang ozon, dan pemanasan global. Bagian kedua ini memberikan ulasan perkembangan sistem pengkondisian udara untuk menjawab tantangan di atas.

Beberapa perbaikan sistem refrigerasi guna penghematan energi adalah sebagai berikut:

A. Pengkondisian udara sistem variable air volume (VAV)

Sistem ini merupakan perbaikan dari constant air volume (CAV) yang banyak digunakan sebelum dunia dilanda krisis energi pada tahun 1973 (Stein, 1997). Sistem CAV menggunakan saluran udara (duct) tunggal untuk mengalirkan udara dingin ke seluruh ruangan. Untuk menyediakan kebutuhan pendinginan yang maksimal, temperatur udara diset sangat rendah; selanjutnya di setiap ruangan disediakan sistem pemanas-ulang (reheater) guna mengatur temperatur udara sesuai dengan kebutuhan. Sumber pemborosan energi pada sistem CAV disebabkan oleh tiga hal:(1) Sangat rendahnya set temperatur udara dingin untuk seluruh ruangan,(2) Energi yang diperlukan untuk memanaskan ulang udara yang memasuki ruangan, dan(3) Energi yang diperlukan oleh fan elektrik dan efeknya terhadap udara dingin (fan elektrik memberikan beban panas pada udara dingin).

Sistem VAV melakukan pengaturan volume udara yang disuplai ke setiap ruang secara otomatis. Volume udara yang masuk ke setiap ruang disesuaikan dengan besarnya beban pendinginan (cooling load) yang ada di masing-masing ruangan. Sebuah kotak pengontrol yang bekerja berdasarkan informasi temperatur ruangan (thermostatically-control box) mengatur volume udara yang masuk ke dalam ruangan disesuaikan dengan kebutuhan. Dengan demikian, sistem VAV mengalirkan udara pendingin sesuai dengan kebutuhan ruangan; berbeda dengan sistem CAV yang mensuplai pendinginan maksimal dan seragam untuk kemudian dipanaskan ulang di sebagian ruangan. Kampus National Institute of Education Singapura baru-baru ini mendapatkan penghargaan dari ASHRAE (American Society of Heating, Refrigeration, and Air Conditioning Engineers) berkenaan dengan penghematan energi pada kampus tersebut yang salah satunya merupakan hasil penerapan sistem VAV (ASHRAE, 2006).

Read More

Pengkondisian Udara (AC) (3)

Setelah mengulas tantangan kontemporer yang dihadapi oleh teknologi refrigerasi/pengkondisian udara serta beberapa alternatif sistem yang telah dikembangkan untuk menghadapi tantangan tersebut, bagian ke-3 dari seri tulisan tentang refrigerasi ini mengulas perkembangan teknologi di bidang refrigeran (fluida kerja mesin refrigerasi) dan teknologi mesin refrigerasi itu sendiri.

Perkembangan Teknologi di Bidang Refrigeran

Refrigeran adalah fluida kerja yang bersirkulasi dalam siklus refrigerasi. Refrigeran merupakan komponen terpenting siklus refrigerasi karena dialah yang menimbulkan efek pendinginan dan pemanasan pada mesin refrigerasi. Seperti telah dijelaskan pada Bagian 1, masalah kontemporer yang menghadang refrigeran adalah munculnya lubang ozon dan pemanasan global.

ASHRAE (2005) mendefinisikan refrigeran sebagai fluida kerja di dalam mesin refrigerasi, pengkondisian udara, dan sistem pompa kalor. Refrigeran menyerap panas dari satu lokasi dan membuangnya ke lokasi yang lain, biasanya melalui mekanisme evaporasi dan kondensasi. Calm (2002) membagi perkembangan refrigeran dalam 3 periode: Periode pertama, 1830-an hingga 1930-an, dengan kriteria refrigeran "apa pun yang bekerja di dalam mesin refrigerasi". Refrigeran yang digunakan dalam periode ini adalah ether, CO2, NH3, SO2, hidrokarbon, H2O, CCl4, CHCs. Periode ke-dua, 1930-an hingga 1990-an menggunakan kriteria refrigeran: aman dan tahan lama (durable). Refrigeran pada periode ini adalah CFCs (Chloro Fluoro Carbons), HCFCs (Hydro Chloro Fluoro Carbons), HFCs (Hydro Fluoro Carbons), NH3, H2O. Periode ke-tiga, setelah 1990-an, dengan kriteria refrigeran "ramah lingkungan". Refrigeran pada periode ini adalah HCFCs, NH3, HFCs, H2O, CO2.

Read More

Bagaimana cara kerja AC?

Kalau masih bingung dengan sistem refrigeasi mungkin penjelasan contoh di bawah ini dapat membantu.

Misalkan ada sebuah AC Pendingin dengan refrigeran R22 yang memiliki kondisi kerja  tekanan tinggi (HP) 2 MPa dan tekanan rendah (LP)0.7 Mpa.

Perhatikan juga gambar 1 pada "Cara Kerja Air Conditioner". Misalkan diawali dengan proses dari nomor 1 ke nomor 2.  R22 di titik 1 berada di tekanan rendah (0.7 MPa), kemudian  mengalami kompresi secara isentropik ke titik 2 sehingga menjadi tekanan tinggi (2MPa).  Pada titik 2 suhu  refrigeran R22 menjadi sekitar 75 derajat celcius dalam bentuk gas.

Read More

AIR CONDITIONER PADA RUANGAN (PEDINGIN RUANGAN)

Air Conditioner biasanya terdiri dari bagian dalam (indoor) dan bagian luar (outdoor). Untuk lebih jelasnya lihat gambar.

Gambar Skema Aliran Udara pada Air Conditioner (AC)

Read More

Mengapa ruangan ber-AC udaranya kering?

Udara terdiri dari berbagai macam gas, seperti nitrogen, oksigen, dan gas-gas lain. Uap air, yaitu H2O dalam bentuk gas, juga terkandung dalam udara. Uap inilah yang mempengaruhi kelembaban udara. Semakin banyak uap air yang terkandung dalam udara maka semakin lembab kondisi udara tersebut. Begtitu pula sebaliknya, udara akan kering jika tidak ada atau hanya sedikit uap air yang terkandung.

Setidaknya terdapat dua jenis kelemababan yang sering digunakan untuk menunjukkan seberapa lembab suatu udara, yaitu kelembaban relatif dan kelembaban spesifik. Untuk yang pertama, kelembaban relatif, digunakan satuan persen %.  Kelembaban relatif didefinisiksan sebagai rasio tekanan parsial dari uap air didalam campuran udara-uap air terhadap tekanan uap air jenih pada temperartur tertentu. Sedangkan kelembaban spesifik menggunakan satuan gram/kg. kelembaban spesifik didefinisikan sebagai rasio massa dari uap air terhadap udara kering.

Kelembaban udara pada ruangan ber-AC umumnya lebih rendah dari pada udara tanpa AC, kenapa?

Read More

Mengapa pada AC terdapat banyak air yang terbentuk?

Air Conditioner atau AC adalah alat yang digunakan untuk mengkondisikan udara dalam sebuah ruangan/tempat sehingga udara runagan tersebut menjadi lebih nyaman. Pernakah anda perhatikan bahwa pada AC biasanya ada selang khusus untuk mengalir air dari AC (indoor)?Dari mana asal air ini?Apakah air ini bersih?

Berikut pembahasannya:

Udara pada atmosfer bumi terdiri dari berbagai jenis gas, seperti nitrogen, oksigen, argon, termasuk juga uap air. Semakin tinggi kandungan uap air pada udara, maka semakin lembab udara tersebut. Udara sendiri memiliki kemamapuan terbaras dalam hal menampung uap air. Jika udara sudah tidak mampu menampung uap air, maka akan terbentuk embun atau kondensat.

Udara yang bertemperatur lebih tinggi memiliki volume yang lebih besar sehingga dapat menampung udara lebih banyak. Pada saat udara didinginkan maka daya tampung uap airnya pun semakin kecil. Jika terus didinginkan maka udara tersebut akan menjadi jenuh, dimana udara tidak dapat lagi menampung air. Jika udara jenuh ini didinginkan lebih lanjut maka akan terbentuk embun/kondensat. Inilah yang terjadi pada AC.

Udara dalam ruangan juga mengandung uap air. Uap air ini bisa berasal dari luar atau dalam ruangan. Uap air dari luar dapat masuk melalui ventilasi udara atau infiltrasi dari celah-celah yang terdapat pada ruangan. Sedangkan uap air yang dari dalam ruangan dapat berasal dari evaporasi air yang ada dalam ruangan, keringat  nafas dari orang yang berada dalam runagan. Uap air ini akan ditangkap oleh udara ruangan tersebut.

Read More