Agus M -Perkembangan Teknologi Mesin Pendingin & Refrigeran

Agus Maulana

DPTM – FPTK UPI Bandung

Bidang Studi Refrigerasi dan Tata Udara

Jl. Dr. Setiabudi No. 207 Bandung

Perhimpunan Ahli Refrigeran Hidrokarbon Indonesia – PARHI

Jl. Sultan Agung No. 33 Bekasi

Ada 2 katagori yang dijadikan dasar dalam mengembangkan teknologi pada Mesin Pendinginan berwawasan lingkungan, yakni :

1.Berwawasan kepada penggunaan media pendingin (refrigeran) yang ramah lingkungan (zero ODP indeks, low GWP indeks, short time ALT indeks). Arahnya kepada Ecolabeling.

2.Berwawasan kepada penggunaan energi listrik pada mesin pendingin persatuan kapasitas yang efisien (EER = energi efisiensi ratio)

Pengertian Ecolabeling (GEN = global energy network) : usaha rintisan dalam pemberian label kepada pemakaian material yang memiliki dampak kerusakan terhadap lingkungan sekecil mungkin

Adapun untuk material refrigeran yang berdasarkan kriteria Ecolabeling memiliki kondisi sebagai berikut (GEN) :

1. ODP indek = 0 2. GWP indeks =< 150 3. EER ??? 4. ALT ??? Masalah penetapan ecolabeling refrigeran terkait

indeks GWP, indeks EER, indeks ALT masih menjadi pembicaraan / didiskusikan di tingkat international

COP (COEFFICIENT OF PERFORMANCE ) = REFRIGERATION EFFECT (BTU/LB) : WORK DONE (BTU/LB)

EER (ENERGY EFFICIENCY RATIO) = REFRIGERATION EFFECT (BTU/HR) : WORK DONE (WATTS)

SPC (SPECIFIC POWER CONSUMPTION) = POWER CONSUMPTION (Kw) : REFRIGERATION EFFECT (TR)

1 TR (TON OF REFRIGERATON) = 12.000 BTU/HR

= 3.023 KCAL/HR = 3,51 KW 1 BTU = 3.41 WATT

Terdapat beberapa siklus yang mendasari terjadinya proses pendinginan pada mesin pendingin, diantaranya :

Air Cycle (siklus penyerapan panas dengan media udara) Steam Jet Cycle (siklus penyerapan panas menggunakan

uap panas bertekanan) Absorption Cycle (siklus penyerapan panas menggunakan

media zat cair) Adsorption Cycle (siklus penyerapan panas menggunakan

media padatan) Vapour Compression Cycle (siklus penyerapan panas

dengan kompresi uap) Demagnetization Mesin pendingin siklus penyerapan panas dengan kompresi

uap masih merupakan pilihan yang akan terus dipakai dimasa yang akan datang

R-410 A

R-417A

R-32

HC

Merupakan campuran (blend) antara : HFC-32 (50%) + HFC-125 (50%). Termasuk refrigeran sintetik kelompok HFC

Tekanan operasi refrigeran pada tekanan tinggi (discharge) dan tekanan rendah (suction) cukup besar / tinggi

Dipakai untuk menggantikan refrigeran R-22 pada unit mesin AC, namun harus menggunakan komponen unit yang baru dengan teknologi inverter. Investasi cukup mahal karena unit mesin A/C yang menngunakan R-22 tidak bisa dipakai lagi (tidk bisa dilakukan retrofiting dengan R-410A)

Harga R-410A cukup tinggi dibandingkan harga refrigeran sebelumnya

Indeks GWP = 3.900, indeks ODP = 0 Proses penambahan refrigeran kepada unit mesin pendingin

yang tekanan kerja refrigerannya turun, tidak bisa dilakukan sebagaimana penambahan refrigeran dengan R-22

Klasifikasi safety = A1

Merupakan campuran (blend) antara : HFC-125(46,6%) + HFC-134A(50%) + HC-600(3,4%)

Safety class = A2 Hidrokarbon telah dipergunakan sebagai campuran Bersifat droop in untuk menggantikan refrigeran R-22 Harga R-417 A cukup tinggi dibandingkan dengan

harga R-22 Indeks GWP = 4.400, indeks ODP = 0 Proses penambahan refrigeran kepada unit mesin

pendingin yang tekanan kerja refrigerannya turun, tidak bisa dilakukan sebagaimana penambahan refrigeran dengan R-22

Dapat menghemat listrik sampai dengan 5%

Merupakan refrigeran dengan 1 bahan komposisi, material tunggal, bukan blend

Safety class = A2 dengan tingkat LFL = 14% vol, atau = 306 gram/m3, dan UFL = 31% Vol, atau = 677 gram/m3

Dipergunakan pada unit mesin pendingin yang baru sehingga investasi mahal. Mesin pendingin yang menggunakan R-22 tidak bisa diretrofiting dengan R-32 (tidak drop in)

Harga R-32 masih cukup mahal tiap tabungnya Indeks GWP = 675, indeks ODP = 0 Tekanan kerja refrigeran R-32 diatas tekanan kerja refrigeran R-22,

konsumsi energi per satuan kapasitas menjadi tinggi Oli kompresor harus menggunakan jenis sintetik Pipa tembaga yang dipergunakan harus memiliki ketebalan

dinding yang cukup tebal dibandingkan pipa tembaga yang dipakai untuk R-22.

Popmpa vakum yang dipergunakan untuk refrigeran yang bersifat flammable jenis pompa vakum drying

Dilihat dari berbagai sektor temperatur operasi mesin pendingin

Peluang Refrigeran R-290 sebagai refrigeran alternativ untuk menggantikan refrigeran sintetik pada berbagai aplikasi mesin pendinginan

Dilihat dari berbagai sektor tekanan operasi mesin pendingin

Dilihat dari kinerja (cooling capacity) dan efisiensi energi (EER) pada kondisi temperatur udara luar yang tinggi

RHPAC = Refrigeration, Heat Pumps, Air- Conditioning Source: adapted from Mayekawa, 2012

Potensi Refrigeran Kelompok Alamiah Pada Pemakaian Sektor RHPAC Dengan Berbagai Kondisi

Temperatur

Alternativ Penggantian Refrigeran

Alamiah Pada Berbagai Aplikasi Mesin

Pendingin di Beberapa Negara

Mobile AC

HC

Domestic

Ref.

CO2/HC HC, NH3

AC

CO2/

HC

Foams

HC,

CO2,

NH3

Industr.

Ref.

CO2

HC

Comm.

Ref.

FREEZE CHILL AC

Evaporating temperature

HEATINGAMBIENT

Rejection temperature

0

20

40

60

80

100

120

-50 0 50 100 150

Temperature (°C)

Pre

ssure

(bar,

a)

.

R717

(ethan

R22

R134a

R410A

CO2

R600a

R290

Kondisi temperatur udara luar yang tinggi selalu terjadi di banyak daerah, dan hal ini menjadi bagian yang sangat penting.

Pengujian dilakukan pada unit mesin A/C pada berbagai daerah temperatur dari outdoor & berbagai jenis refrigeran

R290 and R22 memiliki kinerja yang baik, tetapi R-410A dan R-32 mengalami penurunan

R290 merupakan refrigeran yang berpeluang untuk digunakan pada daerah temperatur mulai rendah, medium & tinggi pada pemakaian sektor commercial

Courtsey Chen Zhenhua, GMCC R&D Centre, China

Peranan refrigeran kelompok alamiah khususnya hidrokarbon (R-290) memiliki peluang yang cukup besar untuk menggantikan refrigeran sintetik yang dipergunakan pada berbagai mesin pendingin

R-32 merupakan refrigeran sintetik kelompok HFC yang akan diperkenalkan pada tahun 2015 pada unit mesin AC dengan kompresor dan sistim yang baru

Melakukan kajian penelitian pemakaian R-290 sebagai pengganti refrigeran R-32 pada unit mesin A/C ditinjau dari berbagai aspek teknisnya

Memperbaharui dan mengembangkan prosedur aspek safety

Membuat dan memperbaharui sistim pelatihan yang profesional dan bertujuan terhadap kompetensi teknisi