Prinsip Dasar Refrigerasi (Refrigeration)

            Refrigeration adalah metode perpindahan panas (method of removing heat). Ilmu pengetahuan refrigeration berdasarkan bahwa suatu zat cair dapat diuapkan pada temperatur berapa saja yang diinginkan dengan merubah tekanan diatasnya.

            Air dapat mendidih pada temperatur berapa saja bila tekanan diatasnya yang berhubungan dengan temperatur didih yang diinginkan bisa dipertahankan. Zat cair yang mendidih pada temperatur rendah adalah medium yang baik untuk memindahkan panas.

            Dalam sistem refrigerasi, refrigerant harus dialirkan ke evaporator atau koil pendingin dalam bentuk cair, karena ia hanya bisa menyerap panas hanya dengan penguapan. Refrigerant akan meninggalkan evaporator dalam bentuk uap, dan ia harus dicairkan kembali agar  bisa digunakan kembali.

            Untuk mengembunkan uap refrigerant, panas laten yang harus dilepaskan oleh refrigerant selama pengembunan harus dipandahkan ke medium yang lain. Medium yang biasa digunakan adalah air atau udara. Temperatur air atau udara udara yang digunakan harus lebih rendah daripada temperatur pengembunan dari refrigerant.

            Uap refrigerant yang meninggalkan evaporator harus dinaikkan tekanannya sampai mencapai suatu tekanan, dimana temperatur pengembunan lebih tinggi dari pada temperatur air atau udara yang tersedia. Setalah tekanan uap refrigerant dinaikkan cukup tinggi, ia akan mencair didalam kondensor dengan menggunakan air atau udara yang temperaturnya relatif agak tinggi. Satu-satunya alasan digunakannya kompresor dan kondensor dalam sistem refrigeration adalah agar refrigerant dapat dipakai berulang-ulang.

            Sistem refrigerasi ditunjukkan pada Gambar 2-1. dimana diagram Mollier (pressure-enthalpy diagram) ditunjukkan pada Gambar 2-2. Setelah meninggalkan tabung penampung, refrigerant cair mengalir melalui katup ekspansi, yang tidak lain adalah katup jarum. Kompresor mempertahankan perbedaan tekanan refrigerant antara evaporator dan kondensor. Tanpa katup ekspansi, perbedaan tekanan ini tidak bisa dipertahankan. Katup ekspansi memisahkan daerah tekanan rendah dan tekanan tinggi dalam sistem. Katup ekspansi bekerja sebagai alat untuk menurunkan tekanan  (pressure reducing valve) karena tekanan cairan refrigerant turun ketika melewati katup ini.

            Cairan yang mengalir melalui evaporator semuanya menguap karena menyerap panas yang mengalir melalui dinding evaporator. Panas ini berasal dari udara atau medium lain yang didinginkan. Setelah meninggalkan evaporator, uap refrigerant mengalir ke kompresor dimana tekanannya dinaikkan sampai suatu titik dimana ia dapat diembunkan dengan air atau udara yang temperaturnya relatif agak tinggi.

            Setelah ditekan oleh kompresor, uap refrigerant mengalir ke kondensor. Disini dinding dari kondensor didinginkan oleh air atau udara, akibatnya uap menjadi cair. Panas laten dipindahkan dari uap refrigerant yang sedang mengembun ke air atau udara melalui dinding kondensor. Dari kondensor, refrigerant cair mengalir kembali ke receiver dan siklus refrigeration diulang kembali.

Gambar 2-1 Sistem Refrigerasi

Keterangan :

1-2       : Evaporasi isobaris

2-3       : Kompresi isentropis

3-4       : Kondensasi isobaris

4-1       : Ekspansi isoentalpi

Gambar 2-2 Diagram Mollier