mesin pendingin

Reversed Carnot Cycle





4 3








1 2





4 3


1 2





4 3



Katup ekspansi





1 2




1-2 langkah evaporasi :
Kalor dari beban pendingin di ambil ke evaporator sehingga terjadi proses pendinginan. Refrigran fase cair jenuh berubah menjadi jenuh dengan tekanan dan temperature rendah. Q12 = m (h2-h1)
Keterangan :
m = laju aliran massa refrigran (kg/s)
h2 = entalpi keluar evaporator (kJ/kg)
h1 = entalpi masuk evaporator (kJ/kg)
2-3 langkah kompresi
Refrigran dari evaporator dalam keadaan gas jenuh dengan temperature dan tekanan yang rendah. Di kompresikan oleh kompresor sehingga tekanan dan temperature naik mencapai superheat. Proses ini berlsngsung secara isentropic dan kerj yang dibutuhkan w23 = - m (h3-h2).
3-4 langkah kondensasi
Refrigran dengan tekanan dan temperature yang tinggi di lepas kalornya di kondensor dari superheat menuju titik embun kemudian fase refrigran berubah dari gas jenuh menjadi cair jenuh pada tekanan dan temperature konstan. Laju kalor yang di lepas kondensor Q34 = m (h2-h3).
4-1 langkah ekspansi :
Refrigrn dengan tekanan tinggi dan fase cair jenuh di ekspansikan dengan katup ekspansi sehingga terjadi penurunan temperature dan tekanan pada katup ekspansi ini . terjadi prose adiabatic.
Contoh soal :
Suatu mesin kompresi uap dengan refrigran R-22 menghasilkan efek-efek refrigrasi sebesar 50 kW, mesin tersebut bekerja dengan suhu pengembunan 35oC dan suhu penguapan -10oC. tentukan COP mesin kompresi tersebut.
Dik : mesin kompresi uap R-22
Q = 50 kW
T4 = 35oC
T1 = -10oC
Penyelesaian :
4Q1 = m (h1-h4)
h1 = lihat table refrigran pada T1 = -10oC
= 401,55 kJ/kg
h4 = lihat table refrigran pada T4 = 35oC
= 243,114 kJ/kg
h3 = h4
COP = daya evaporasi = h1-h4
Kerja kompresor h2-h1

wk = w12 = m (h2-h1)
wk = …watt

siklus absorsi uap standar






Katup trhotle katup ekspansi









pompa

Li dan Br mempunyai sifat yang kental sehingga mempunyai daya untuk menghisap air. Refrigran pada evaporator ditarik oleh absorber sehingga air bercampur dengan LiBr. Kemudian campuran ini di pompa ke dalam generator dimana di dalam generator LiBr dapat di pisahkan dengan cara di panaskan. Akibat ppemanasan di generator air berubah menjadi uap air yang selanjutnya masuk ke dalam kondensor. Sedngkan LiBr yang telah terpisahkan masuk kembali ke absorber melalui katup trhotle selanjutnya di dalam kondensor uap air ini di embunkan yang kemudian diekspansikan ke dalam evaporator.
Evaporator :
E masuk = E keluar
Qeuap + m4.h5 = m5.h5
Qeuap = m5.h5 – m4.h4
= w5.h5 – w4.h4
Absorber :
E masuk = E keluar
w5.h5 + w2.h2 = Qabs + w1.h1
Qabs = w5.h5 + w2.h2 – w1.h1
generator :
E masuk = E keluar
Qgen + w1.h1 = w2.h2 + w3.h3
Qgen = w2.h2 + w3.h3 – w1.h1
Kondensor :
E masuk = E keluar
w3.h3 = w4.h4 + Qkon
Qkon = w3.h3 – w4.h4

Prose Pencampuran Udara













Ket :
a = m1,h1 dan w1
b = m2,h2 dan w2
c = m3,h3 dan w3

Keseimbangan Energi

m1.h1 + m2.h2 = m3.h3…………………………..(1)
m1,m2,m3 = laju aliran massa (kg/s)
h1,h2,h3 = entalpi (kJ/kg)
m.h = kJ/s (watt)
Laju Aliran Massa
m1+m2 = m3……………………………………..(2)
m1.w1 + m2.w2 = m3.w3……………..…………..(3)
m1 = m3 – m2……………..……………………..(4)
persman (4) subtitusikan ke pers (1)
 m1.h1 + m2.h2 = m3.h3
 (m3-m2) h1 + m2.h2 = m3.h3
 m3.h1 - m2.h1 + m2.h2 = m3.h3
 m3 (h1-h2) = m2 (h1-h2)
 m2 = (h3-h1)
m3 (h1-h1)
 m2 = (h1-h3)
m3 (h1-h2)
D = Q
m

D1 = Q
m1

volume spesifik v1 = m3/kg
debit alian Q1= m3/s
laju aliran massa m1 = kg/s
contoh soal untuk siklus absorsi uap standar
berapakah COP dari system refrigran absorsi uap, jika yang memiliki temperature panas sumber 100oC, temperature pendinginan 5oC, dan temperature lingkungan 30oC
COP = q evaporator / q generator
Qeva = w5.h5 – w4.h4 = W
Wm = kerja uap.
Tr = temperature pendinginan
Ta = temperatur lingkungan (ambient temp)
Q generator = w2.h2 + w3.h3 – w1.h1 = W
T5 = temperature sumber panas

COP = qevap/qgen =



=

=

COP =

COP = 2.09