makalah refrigerant

KATA PENGANTAR

          Assalamu’alaikum wr. wb

Syukur alhamdulillah ke Hadirat Allah SWT. Karena atas rahmad, hidayah dan ridho-Nya, setelah melalui berbagai kesulitan akhirnya saya dapat menyelesaikan makalah yang sederhana ini. Saya menyadari bahwa dalam pembuatan makalah ini masih belum sempurna, yang dikarenakan adanya keterbatasan waktu yang diberikan. Tetapi berkat bimbingan dan pengarahan dari berbagai pihak maka saya dapat menyusun makalah ini dengan lancar dan semoga dapat bermanfaat bagi semua pihak. Saya sangat mengharapkan saran, pendapat, maupun kritik yang bersifat konstruktif. Semoga makalah yang sangat sederhana ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Sebagai manusia biasa saya tidak luput dari kekurangan dan kesalahan. Bila ada kesalahan itu datangnya dari saya pribadi dan bila ada kebenaran dan kabaikan itu dari Allah SWT. Semata. Untuk itu bila ada kesalahan, saya mohon maaf yang sebesar-besarnya.

        Wassalamu’alaikum wr. wb.

DAFTAR ISI

Judul ....................................................................................................................       i

Kata Pengantar.....................................................................................................      ii

Daftar isi...............................................................................................................     iii

BAB I PENDAHULUAN....................................................................................     1

A.     Latar Belakang.........................................................................................      1

B.     Rumusan Masalah.....................................................................................      1

C.     Tujuan Penulisan.......................................................................................      1

BAB II PEMBAHASAAN...................................................................................      2

A.     Pengertian Refrigerant.............................................................................      2

B.     Pengelompokan Refrigerant.....................................................................      2

C.     Persyaratan refrigerant (zat pendingin) untuk sistem AC.............................      2

BAB III PENUTUP.............................................................................................      5

A.     KESIMPULAN.......................................................................................      5

B.     SARAN...................................................................................................      5

DAFTAR PUSTAKA..........................................................................................      7

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar belakang

Pada era modern saat ini perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sangat pesat, tidak hanya terpusat pada satu bidang saja melainkan hampir semua bidang mengalami perkembangan yang cukup pesat. Salah satunya adalah semakin berkembangnya sistem pendingin, penerapan dari sistem pendingin sendiri dapat kita lihat pada perumahan, perkantoran maupun pada kendaraan bermotor bahkan pada instansi pendidikan pun banyak yang telah menggunakan sistem pendingin, secara umum penggunaan mesin pendingin bertujuan untuk mengondisikan dan menyegarkan udara ruangan.

1.2. Rumusan masalah

1.      Apa refrigeran itu?

2.      Apa saja jenis-jenis refrigeran?

3.      Apa syarat refrigeran untuk sistem AC?

4.      Bagaimana cara kerja sistem refrigerasi?

4.

1.3. Tujuan penulisan

1.      Mahasiswa dapat mengetahui apa itu refrigeran.

2.      Mahasiswa dapat mengetahui jenis-jenis refrigeran.

3.      Mahasiswa dapat mengetahui syarat refrigeran untuk sistem AC.

4.      Mahasiswa dapat mengetahui cara kerja sistem refrigerasi.

BAB II

PEMAHASAN

A. Pengertian Refrigerant

Refrigerant adalah zat yang mengalir dalam mesin pendingin (refrigerasi) atau mesin pengkondisian udara (AC). Zat ini berfungsi untuk menyerap panas dari benda atau udara yang didinginkan dan membawanya kemudian membuangnya ke udara sekeliling di luar benda/ruangan yang didinginkan.                                  Refrigerant yang pertama kali digunakan (1834) adalah eter oleh Jacob Perkins pada mesin kompresi uap. Selanjutnya pada tahun 1874 digunakan sulfur dioksida (SO2), dan pada tahun 1875 mulai digunakan ethyl chloride (C2H5Cl) dan ammonia. Selanjutnya methyl chloride (CH3Cl) mulai digunakan tahun 1878 dan karbon dioksida (CO2) tahun 1881. Nitrogen oksida (N2O3) dan hidrokarbon (CH4, C2H6, C2H4, dan C3H8) banyak digunakan sekitar tahun 1910 sampai 1930. Dichloromethane (CH2Cl), dichloroethylene (C2H2Cl2) dan monobromomethane (CH3Br) juga digunakan sebagai refrigerant pada mesin sentrifugal.                   Pada tahun 1926, Thomas Midgely mengembangkan CFC pertama (Chlorofluorocarbon), R-12. CFC adalah nonflammable, tidak beracun (bila dibandingkan dengan Sulfur Dioksida) dan efisien. Produksi komersial dimulai pada 1931 dan dengan cepat dapat di temui di rumah-rumah berpendingin. Willis Carrier mengembangkan chiller centrifugal pertama untuk penggunaan komersial dan era refrigerasi dan pengkondisian udara dimulai.                              Penggunaan refrigeran-refrigeran yang disebutkan diatas tersingkir setelah ditemukannya Freon (merek dagang) oleh E.I. du Point de Nemours and Co pada sekitar tahun 1930an, dan menjadi sangat populer sampai dengan tahun 1985. Refrigerant ini disebut sebagai refrigerant halokarbon (halogenated hydrocarbon) karena adanya unsur-unsur halogen yang digunakan (Cl, Br) atau kadangkala disebut sebagai refrigerant fluorokarbon (fluorinated hydrocarbon) karena danya unsure fluor (F) dalam senyawanya.

B. Pengelompokan Refrigerant

Berdasarkan jenis senyawanya, refrigerant dapat dikelompokan menjadi:

1. Kelompok Refrigerant Senyawa Halokarbon

Kelompok refrigerant senyawa halokarbon diturunkan dari hidrokarbon (HC) yaitu metana (CH4), etana (C2H6), atau dari propana (C3H8) dengan mengganti atom-atom hidrogen dengan unsur-unsur halogen seperti khlor (Cl), fluor (F), atau brom (Br). Jika seluruh atom hidrogen tergantikan oleh atom Cl dan F maka refrigerant yang dihasilkan akan terdiri dari atom khlor, fluor dan karbon. Refrigeran ini disebut refrigeran chlorofluorocarbon (CFC). Jika hanya sebagian saja atom hidrogen yang digantikan oleh Cl dan atau F maka refrigeran yang terbentuk disebut hydrochlorofluorocarbon (HCFC). Refrigeran halokarbon yang tidak mengandung atom khlor disebut hydrofluorocarbon (HFC).                                CCl3F (trichlorofluoromethane) dituliskan sebagai R-11 atau CFC-11. CCl2F2 (Dichlorodifluoromethane) dituliskan sebagai R-12 atau CFC-12. CHClF2 (Chlorodifluoromethane) dituliskan sebagai R-22 atau HCFC-22. C2Cl3F3 dituliskan sebagai R-113 atau CFC-113. Metana (CH4) dituliskan sebagai R-50, etana (C2H6) adalah R-170, propane (C3H8) R-290 dan seterusnya.                Refrigerant yang mempunyai banyak atom Cl cenderung beracun. Atom F ditambahkan agar senyawa menjadi stabil. Refrigerant yang mempunyai banyak atom Cl cenderung beracun. Atom F ditambahkan agar senyawa menjadi stabil.

2 Kelompok Refrigerant Senyawa Organik Cyclic

Kelompok refrigeran ini diturunkan dari butana. Aturan penulisan nomor refrigerant adalah sama dengan cara penulisan refrigerant halokarbon tetapi ditambahkan huruf C sebelum nomor. Contoh dari kelompok refrigeran ini adalah:

R-C316           C4Cl2F6          1,2-dichlorohexafluorocyclobutane

R-C317           C4ClF7            chloroheptafluorocyclobutane

R-318              C4F8               octafluorocyclobutane

3 Kelompok Refrigerant Campuran Zeotropik

Kelompok refrigerant ini merupakan refrigeran campuran yang bisa terdiri dari campuran refrigerant CFC, HCFC, HFC, dan HC. Refrigerant yang terbentuk merupakan campuran tak bereaksi yang masih dapat dipisahkan dengan cara destilasi.                                                                                                                Refrigerant ini diberi nomor dimulai dengan 4 sedangkan digit selanjutnya dibuat sesuai perjanjian. Yang termasuk refrigeran ini adalah

•R-401A          campuran R-22(53%) + R-152a(13%) + R-124(34%)

•R-402B          campuran R-125(38%) + R-290(2%) + R-22(60%)

•R-403B          campuran R-22(56%) + R-218(39%) + R-290(5%)

Refrigerant campuran zeotropik akan menguap dan mengembun pada temperatur yang berbeda hal ini akan menyebabkan terjadinya temperature glide baik di evaporator maupun di kondensor, yaitu refrigerant mengalami perubahan fasa pada tekanan konstan tetapi temperaturnya terus berubah.

4 Kelompok Refrigerant Campuran Azeotropik

Kelompok refrigerant Azeotropik adalah refrigerant campuran tak bereaksi yang tidak dapat dipisahkan dengan cara destilasi. Refrigerant ini pada konsentrasi, tekanan dan temperatur tertentu bersifat azeotropik, yaitu mengembun dan menguap pada temperatur yang sama, sehingga mirip dengan refrigerant tunggal. Namun demikian pada kondisi (konsentrasi, temperatur atau tekanan) yang lain refrigeran ini bisa saja menjadi bersifat zeotropik.                                      Kelompok refrigerant ini diberi nomor dimulai dengan angka lima, sedangkan digit berikutnya dibuat sesuai perjanjian, sebagai contoh:

•R-500: R-12 (73.8%) + R-152a (26.2%), Temperatur azeotropik: 0oC

•R-502: R-22 (48.8%) + R-115 (51.2%), Temperatur azeotropik: 19oC

5 Kelompok refrigerant organik lainnya

Kelompok refrigerant ini sebenarnya terdiri dari unsur C, H dan lainnya. Namun demikian cara penulisan nomornya tidak dapat mengikuti cara penomoran refrigerant halokarbon karena jumlah atom H nya jika ditambah dengan 1 lebih dari 10 sehingga angka kedua pada nomor refrigerant menjadi dua digit. Sebagai contoh butana (C4H10), jika dipaksakan dituliskan sesuai dengan cara penomoran refrigerant halokarbon, maka refrigeran ini akan bernomor R-3110, sehingga akan menimbulkan kerancuan.                                                                                           Nomor kelompok refrigerant ini dimulai dengan angka 6 dan digit lainnya dipilih sebarang berdasarkan kesepakatan. Contoh refrigerant dari kelompok ini adalah:

•R-600             : Butana, CH3CH2CH2CH3

•R-600a           : Isobutana, CH(CH3)3

•R-610             : ethyl ether, C2H5OC2H5

•R-611             : methyl format, HCOOCH3

•R-630             : methyl amine, CH3NH2

•R-631             : ethyl amine, C2H5NH2

6 Kelompok refrigerant senyawa unorganik

Kelompok refrigerant ini diberi nomor yang dimulai dengan angka 7 dan digit selanjutnya menyatakan berat molekul dari senyawanya. Contoh dari refrigerant ini adalah:

•R-702 : hidrogen

•R-704 : helium

•R-717 : amonia

•R-718 : air

. R-720 : Neon (Ne)

. R-729 : Udara

. R-732 : O2

. R-740 : Argon

•R-744 : CO2

.R-744A : N20

•R-764 : SO2

7 Kelompok refrigeran senyawa organik tak jenuh

Kelompok refrigeran ini mempunyai nomor empat digit, dengan menambahkan angka kempat yang menunjukkan jumlah ikatan rangkap didepan ketiga angka yang sudah dibahas dalam sistem penomoran refrigeran halokarbon.

Contoh dari jenis refrigeran ini adalah:

R-1130            1,2-dichloroethylene   CHCl=CHCl

R-1150            Ethylene          CH2=CH2

R-1270            Propylene        C3H6

Refrigerant Hydrocarbon :

R- 50................Metane .......CH4

R-170...............Ethane ....... CH3CH3

R-290...............Propane ......CH3CH2CH3

R-600................Butane ........CH3CH2CH2CH3

R-600a..............Isobutane.....CH(CH3)3

R-1150b.............Ethylene.......CH2=CH2

R-1270b..............Prpyle..........CH3CH=CH2

C. Persyaratan refrigerant (zat pendingin) untuk sistem AC

Persyaratan refrigerant (zat pendingin) untuk sistem AC adalah sebagai

berikut:

1.      Tekanan penguapan harus cukup tinggi. Sebaiknya refrigerant memiliki temperatur pada tekanan yang lebih tinggi, sehingga dapat dihindari kemungkinan terjadinya vakum pada evaporator dan turunnya efisiensi volumetrik karena naiknya perbandingan kompresi.

2.      Tekanan pengembunan yang tidak terlampau tinggi. Apabila tekanan pengembunannya terlalu rendah, maka perbandingan kompresinya menjadi lebih rendah, sehingga penurunan prestasi kondensor dapat dihindarkan, selain itu dengan tekanan kerja yang lebih rendah, mesin dapat bekerja lebih aman karena kemungkinan terjadinya kebocoran, kerusakan, ledakan dan sebagainya menjadi lebih kecil.

3.      Kalor laten penguapan harus tinggi. Refrigerant yang mempunyai kalor laten penguapan yang tinggi lebih menguntungkan karena untuk kapasitas refrigerasi yang sama, jumlah refrigeran yang bersirkulasi menjadi lebih kecil.

4.      Volume spesifik ( terutama dalam fasa gas ) yang cukup kecil. Refrigerant dengan kalor laten penguapan yang besar dan volume spesifik gas yang kecil ( berat jenis yang besar ) akan memungkinkan penggunaan kompresor dengan volume langkah torak yang lebih kecil. Dengan demikian untuk kapasitas refrigerasi yang sama ukuran unit refrigerasi yang bersangkutan menjadi lebih kecil. Namun, untuk unit pendingin air sentrifugal yang kecil lebih dikehendaki refrigeran dengan volume spesifik yang agak besar. Hal tersebut diperlukan untuk menaikkan jumlah gas yang bersirkulasi, sehingga dapat mencegah menurunnya efisiensi kompresor sentrifugal.

5.      Koefisien prestasi harus tinggi. Dari segi karakteristik thermodinamika dari refrigeran, koefisien prestasi merupakan parameter yang terpenting untuk menentukan biaya operasi.

6.      Konduktivitas termal yang tinggi. Konduktivitas termal sangat penting untuk menentukan karakteristik perpindahan kalor.

7.      Viskositas yang rendah dalam fasa cair maupun fasa gas. Dengan turunnya tahanan aliran refrigeran dalam pipa, kerugian tekanannya akan berkurang.

8.      Konstanta dielektrika dari refrigeran yang kecil, tahanan listrik yang besar, serta tidak menyebabkan korosi pada material isolator listrik. Sifat-sifat tersebut dibawah ini sangat penting, terutama untuk refrigeran yang akan dipergunakan pada kompresor hermetik.

9.      Refrigerant hendaknya stabil dan tidak bereaksi dengan material yang dipakai, jadi juga tidak menyebabkan korosi.

10.  Refrigerant tidak boleh beracun dan berbau merangsang.

11.  Refrigerant tidak boleh mudah terbakar dan mudah meledak

12.  Refrigerant harus mudah dideteksi, jika terjadi kebocoran.

13.  Harganya tidak mahal dan mudah diperoleh.

14.  Ramah lingkungan.

14.

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Refrigerant adalah zat yang mengalir dalam mesin pendingin (refrigerasi) atau mesin pengkondisian udara (AC). Fungsi refrigerant pada sistem AC adalah untuk menyerap panas dari ruangan sehingga udara yang berada pada ruangan tersebut menjadi dingin. Proses pendinginannya yaitu : Zat pendingin (refrigerant) diubah bentuknya dari bentuk cair menjadi uap dengan cara dialirkan dari peralatan penerima/penampung (receiver/reservoir) melalui katup penyebar (expansion valve) ke peralatan “evaporator coil”, uap zat pendingin inilah yang kemudian menyerap panas lingkungan di sekelilingnya, dalam hal ini udara dalam ruang pendingin (refrigerator room).                                                                           Dari berbagai uraian diatas merupakan dasar – dasar tentang refrigerant. Mulai dari bagian – bagiannya dan sirkulasinya. Demikian makalah yang kami buat, semoga bermanfaat bagi kita semua, kami selaku penyusun mohon maaf apabila dalam penyusunan makalah ini ada kata – kata yang kurang berkenan atau kurang pas.

Persyaratan refrigerant (zat pendingin) untuk sistem AC :

1.      Tekanan penguapan harus cukup tinggi

2.      Tekanan pengembunan yang tidak terlampau tinggi

3.      Kalor laten penguapan harus tinggi

4.      Dll

4.

B. SARAN

Sebaiknya untuk sistem pendingin (AC) menggunakan zat pendingin/freon yang aman untuk pengendara dan lingkungan. Kurangi penggunaan AC karena freon dapat merusakn lapisan ozon. Gunakanlah AC hanya jika diperlukan.

DAFTAR PUSTAKA

http://klinikac.com/index.php/tips/93-refrigerant (diakses pada tanggal 1 Nopember 2015)

http://rahmadnurrizky.blogspot.co.id/2014/04/memahami-karakteristik-memilih.html  (diakses pada tanggal 1 Nopember 2015)