Artikel ini membahas 5 jenis siklus refrigerasi dalam sistem termal, menjelaskan cara kerja masing-masing dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari.
5 Jenis Siklus Refrigerasi dalam Sistem Termal
Dalam bidang teknik termal, siklus refrigerasi sangat penting untuk berbagai aplikasi, seperti pendinginan ruangan, penyimpanan makanan, dan proses industri. Berikut adalah lima jenis siklus refrigerasi yang umum digunakan dalam sistem termal:
- Siklus Kompresi Uap
- Siklus Absorpsi
- Siklus Gas
- Siklus Termoelektrik
- Siklus Ejektor
Siklus Kompresi Uap
Siklus kompresi uap adalah metode refrigerasi yang paling umum. Siklus ini menggunakan refrigeran yang menguap dan mengembun dalam sistem tertutup. Proses utama dalam siklus ini adalah:
- Kompresi: Refrigeran dalam bentuk uap dikompresi oleh kompresor, yang meningkatkan tekanan dan suhunya.
- Kondensasi: Uap bertekanan tinggi kemudian melewati kondensor, di mana ia melepaskan panas dan berubah menjadi cairan.
- Ekspansi: Cairan refrigeran kemudian melewati katup ekspansi, yang menurunkan tekanannya secara drastis.
- Evaporasi: Cairan bertekanan rendah menyerap panas dari lingkungan sekitarnya dalam evaporator dan menguap, kembali menjadi uap rendah tekanan.
Siklus Absorpsi
Siklus absorpsi menggunakan dua fluida yang bekerja secara bersama, yaitu refrigeran dan absorbent. Proses absorpsi ini lebih sering digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan energi rendah, seperti pendingin gas alam. Proses utama dalam siklus ini adalah:
- Evaporasi: Refrigeran menyerap panas dari lingkungan sekitarnya dan berubah menjadi uap.
- Absorpsi: Uap refrigeran ini kemudian diserap oleh absorbent, membentuk larutan yang kuat.
- Pemompaan: Larutan dipompa ke tekanan yang lebih tinggi.
- Desorpsi: Larutan dipanaskan untuk memisahkan refrigeran dari absorbent, menghasilkan uap refrigeran.
- Kondensasi: Uap refrigeran dikondensasikan menjadi cairan, yang kemudian kembali ke evaporator.
Siklus Gas
Siklus gas dilakukan dengan gas ideal, bukan refrigeran cair. Siklus ini lebih jarang digunakan tetapi penting dalam aplikasi tertentu seperti mesin pendingin udara pesawat. Siklus gas terdiri dari tahapan berikut:
- Kompresi: Gas dikompresi, meningkatkan tekanannya.
- Pembuangan panas: Gas yang bertekanan tinggi melepaskan panas.
- Ekspansi: Gas mengembang di sebuah alat ekspansi, mengurangi tekanan dan suhunya.
- Penyerap panas: Gas yang dingin menyerap panas dari area yang didinginkan.
Siklus Termoelektrik
Siklus termoelektrik memanfaatkan fenomena Peltier untuk memindahkan panas antara dua permukaan yang berbeda dengan menggunakan arus listrik. Siklus ini berfungsi sebagai berikut:
- Arus Listrik: Arus listrik dialirkan melalui dua bahan semikonduktor yang berbeda.
- Panas Dipindahkan: Panas diserap dari satu sisi dan dilepaskan ke sisi lainnya.
- Penyejukan/Pemanasan: Sisi yang menyerap panas menjadi dingin, dan sisi yang melepaskan panas menjadi panas.
Siklus Ejektor
Siklus ejektor menggunakan energi kinetik fluida penggerak untuk mengurangi tekanan refrigeran. Langkah-langkah utama dalam siklus ini adalah:
- Penggerak Tekanan: Fluida penggerak bertekanan tinggi dilewatkan melalui ejektor.
- Penurunan Tekanan: Tekanan refrigeran dikurangi oleh efek ejector, yang menyebabkan refrigeran menguap.
- Evaporasi: Refrigeran menyerap panas dari lingkungan.
- Kondensasi: Refrigeran kemudian dikondensasikan kembali menjadi cairan.
Pemahaman tentang berbagai jenis siklus refrigerasi ini sangat penting bagi para insinyur dan teknisi yang bekerja di bidang termal, karena masing-masing memiliki aplikasi dan karakteristik unik yang dapat dioptimalkan untuk kebutuhan spesifik.