6
BAB II DASAR TEORI
2.1 Air Conditioner 2.1.1 Sejarah Air conditioner Pengetahuan tentang fungsi pendinginan udara sudah berkembang sejak zaman Romawi. Makanan yang disimpan di tempat dingin akan tahan lebih lama dibandingkan dengan di tempat panas. Pada udara dingin, pergerakan bakteri lebih lambat, sehingga proses pembusukan berjalan lebih lama. Oleh karena itu, orangorang di zaman itu menyimpan makanan di ruangan bawah tanah atau di dalam sumur. Pada musim dingin penduduk di daerah utara memotong es dari danau-danau yang membeku. Mereka menyimpannya dalam sebuk gergaji atau bangunan pendingin lalu menjualnya kepada penduduk di daerah selatan pada musim panas. Pada akhir abad ke-18, musim dingin di daerah utara mengalami kenaikan temperatur. Pada masa-masa inilah orang mulai mengembangkan mesin pendingin untuk mencetak es. Kemudian muncullah alat yang dikenal dengan istilah “kotak es”. Alat ini digunakan untuk mengawetkan makanan. Alat pendingin yang dilengkapi freezer (sekarang kita menyebutnya kulkas), Baru mulai dibuat orang pada awal abad ke-19. Sejak itu, sistem pendingin berkembang dengan pesat. Orang tidak hanya menggunakan sistem pendingin untuk mengawetkan makanan, melainkan juga untuk pengondisian udara (Air Conditioning). 5
6
Lonjakan produksi dalam industri refrigerasi dan air conditioning terjadi mulai tahun 1930-an. Refrigerasi di USA pada tahun 1940 mengambil bagian lebih dari 13% (energi) dari total perdagangan peralatan mesin saat itu. Perdagangan refrigerasi saat itu setidaknya bisa diklasifikasikan menjadi empat bagian, yaitu: refrigerasi untuk rumah tangga menempati urutan pertama, yang diikuti oleh refrigerasi untuk industri, air conditioning, dan refrigerasi komersial. Pada tahun 1960, diperkirakan ada 50 juta rumah yang tersambung aliran listrik di USA, 49 juta (98%) diantaranya memiliki refrigerator. Setelah tahun
1960,
perdagangan freezer untuk industri tercatat melebihi refrigerator untuk rumah tangga. Perdagangan unit pendingin lainnya seperti untuk gudang, tempat tinggal, mobil dan kereta, total nilainya mencapai milyaran dollar per tahun di tahun 1960an. Sejalan dengan kebutuhan dan perkembangannya, variasi aplikasi refrigerasi dan air conditioning terus bertambah. Angkutan untuk produk-produk dan industri makanan dan minuman serta pertanian dan peternakan-perikanan juga mendorong meningkatnya perkembangan perdagangan dalam industri refrigerasi air conditioning. Di bidang industri, refrigerasi mampu membantu meningkatkan efisiensi sistem, dan juga mampu menjadi solusi bagi proses-proses industri yang membutuhkan temperatur rendah. Demikian pula air conditioning, menjadi solusi bagi proses-proses industri yang membutuhkan pengaturan kondisi udara tertentu. Dalam bidang medis, refrigerasi dan air conditioning bukan hanya mengambil peran yang terkait dengan instrumen medis, namun juga penanganan obat-obatan
7
serta zat-zat lainnya yang memerlukan perlakuan pada temperatur tertentu, bahkan juga proses-proses operasi medis.
2.1.2 Proses Kerja Air Condotioner Secara garis besar prinsip kerja AC adalah penyerapan panas oleh evaporator, pemompaan panas oleh kompresor, pelepasan panas oleh kondensor serta proses ekspansi. Proses-proses ini berkaitan erat dengan temperatur didih dan temperatur kondensasi refrigerant. Refrigerant adalah zat yang mudah berubah bentuk (menjadi uap atau cair) sehingga cocok jika digunakan sebagai media pemindah panas dalam mesin pendingin. Temperatur didih dan temperatur kondensasi berkaitan dengan tekanan. Titik didih dan titik embun dapat digeser naik atau main dengan mengatur besarnya tekanan yang diberikan. Hal ini berpengaruh besar terhadap proses perpindahan panas yang terjadi pada AC. Cara kerja AC dapat dilihat pada gambar 2.1. Pada mulanya terjadi perpindahan panas dari dalam ruangan ke luar ruangan. Kompresor (4) yang berfungsi mengalirkan zat pendingin (refrigerant) ke dalam pipa tembaga yang berbentuk kumparan (1). Udara dititipkan oleh kipas udara (blower atau fan) di sela-sela kumparan tadi, sehingga panas yang ada dalam udara diserap oleh pipa refrigerant dan kemudian mengembun. Udara yang melalui kumparan dan telah diserap panasnya, masuk ke dalam ruangan dalam keadaan sejuk/dingin (3). Selanjutnya udara dalam ruang dihisap dan selanjutnya proses penyerapan panas diulang kembali.
8
Gambar 22.1. Cara Kerja K AC Sumber : Wikipedia, W A Air Conditiooner, 17 Januuari 2008 http:///en.wikipeddia.org/wiki/A Air_conditiooner
2.1.3 2 Perala atan Pada Air A Condotiooner a. a Evapora ator Evaporaator adalah allat penyerapp panas yangg menggunakkan prinsip penguapan. p Proses P penyyerapan panaas pada evapporator berkaaitan erat deengan tempeeratur didih refrigerant. r Biasanya dipilih titik didih reefrigerant ssekitar 40 °F untuk menghasilka m an temperatuur ruangan seekitar 75 °F.. Prinsip kerja k Evaporrator :
Refrigerrant yang maasuk ke evapporator meruupakan camppuran antara cair (75%) dan uap (25%).
Udara (7 75 °F) yang dilewatkan d m melalui koil evaporator aakan memannaskan refrigeraant sampai suhu 40 °F F, sehinggaa refrigerantt akan men ndidih dan berubah bentuk dari cair ke uap pada temperratur 40 °F.
Kandung gan uap meenjadi 50 % di sekitarr setengah ppanjang koiil (titik 2).
9
Temperaatur refrigerrant tetap 40 4 °F karena panas yanng diserap dari udara adalah panas p later (P Panas yang ddigunakan unntuk mengubbah bentuk dari d cair ke uap, buk kan untuk meenaikkan tem mperatur).
Di titik 3, 3 refrigerantt telah merubbah menjadii uap seluruhhnya.
Pada titiik 3 ini, refrigerant beerada dalam m kondisi uaap jenuh. Peenambahan panas ak kan mengubbahnya mennjadi uap panas p lanjut,, sehingga temperatur refrigeraant akan beruubah menjaddi sekitar 50 °F.
Gaambar 2.2. Evvaporator
Gambaar 2.2 Evapoorator Sumber : Kurniawan K Iwan. Meraw wat Memperbbaiki AC. Jakarta : Puuspa Swara, 1998, p.7
Semua panas p yang digunakan uuntuk menguubah refrigeerant dari caair menjadi uap dan yang digunakan untuk menaikkan temperatur t u jenuh menjadi uap m uap panas laanjut diambiil dari udaraa. Akibatny ya, udara yaang meningg galkan koil evaporattor menjadi dingin d (55 °F F).
Pada tem mperatur 55 5 °F, udara mungkin su udah mencaapai titik em mbun. Oleh karena itu. i pada kooil evaporattor terbentukk titik-titik air yang berasal dari pengembbunan uap air a di udara. Jumlah uapp air yang teerkandung daalam udara ruangan akan berkkurang. Prooses pengurrangan uapp air ini, dinamakan
10
dehumid difying, diguunakan untukk mengontro ol kelembabaan udara ruanngan.
b. b Kompreesor Tugas kompresor k addalah menghhasilkan fluiida bertekannan tinggi. Pada P mesin pendingin p seperti AC, kompresor k jjuga mempu unyai tugas lain, yaitu menaikkan temperatur. t Untuk meliihat bagaim mana hal ini dapat terjaddi, maka daapat dilihat pada p proses kerja berikuut ini :
Refrigerrant yang telah lewat evvaporator menyerap m pannas dari udaara. Ketika keluar dari d evaporaator, refrigeerant ini meempunyai kandungan panas p yang tinggi, meskipun m tem mperatur dann tekanan maasih rendah.
Refrigerrant yang meengandung ppanas ini keemudian diallirkan masukk ke dalam kompressor. dalam kompresor k inni refrigerannt akan dikoompresi sehiingga suhu dan tekaanannya akaan bertambaah. Kompreesi ini berlaangsung teru us-menerus sampai refrigerant r m mencapai suhhu dan tekannan tertentu.
Gambaar 2.3. Komp presor Sombeer: American n HVAC parrts, 5 H.P. 2008/230 Voltss Air Condittioning Compresssor (3-Phasse) R-22 Teccumseh, 15 F Februari 2008
11
c. Kondensor Kondensor merupakan alat untuk melepaskan panas. Panas dari udara kamar yang diserap refrigerant di evaporator dilepaskan melalui kondensor. Oleh karena itu. kondensor biasanya diletakkan di bagian luar udara yang didinginkan. Kondensor beroperasi pada keadaan tekanan dan temperatur yang lebih tinggi pada evaporator. Proses perpindahan panas yang terjadi pada kondensor pada prinsipnya sama dengan evaporator. Keduanya melibatkan perubahan fasa refrigerant. Bila pada evaporator refrigerant berubah dan fasa cair ke gas, pada kondensor refrigerant berubah dari fasa gas ke cair. Secara singkat cara kerja kondensor adalah uap cairan pendingin menyerahkan panasnya kepada air pendingin atau udara pendingin di dalam kondensor sehingga mengembun dan menjadi cair. jadi karena air pendingin atau udara pendingin menyerap panas dari cairan pendingin. maka isi akan menjadi panas pada waktu keluar dari kondensor. Kalor yang dikeluarkan di dalam kondensor adalah jumlah kalor yang diperoleh dari udara yang mengalir melalui evaporator dan energi yang diberikan oleh kompresor kepada fluida kerja. Uap cairan pendingin menjadi cair sempurna di dalam kondensor, kemudian dialirkan ke dalam pipa evaporator melalui katup ekspansi atau katup pengembang.
d. Alat-alat ekspansi Alat ekspansi (Dapat dilihat pada gambar. 2.1, nomor 2) digunakan untuk mengatur jumlah refrigerant cair yang masuk ke evaporator. Alat ini terletak di
12
antara evaporator dan kondensor. Biasanya dipasang pada suatu tempat tertutup sehingga tidak mudah terlihat. Refrigerant yang keluar dari kondensor memiliki tekanan dan temperatur tinggi. Sedangkan refrigerant yang masuk ke dalam evaporator harus memiliki tekanan dan temperatur rendah. Oleh karena itu diperlukan alat ekspansi untuk menurunkan temperatur dan tekanan refrigerant dari kondensor agar sesuai dengan kondisi yang diperlukan pada evaporator. Perubahan tekanan dari sisi masuk ke sisi keluar alat ekspansi bisa sedemikian ekstrim sehingga perubahan temperaturnya dapat dirasakan oleh tangan. Jenis alat ekspansi ada lima. yaitu: jenis pelampung sisi atas (high-side float) pelampung sisi bawah (low-side float), katup ekspansi termostatik (TXV), katup ekspansi otomatis dan lubang tetap (fixed bare) seperti pipa kapiler. Namun karena ketiga jenis terakhirlah yang sering digunakan dalam sistem AC, berikut adalah penjelasannya:
Katup ekspansi termostatik (TXV) Katup ekspansi ini berfungsi untuk mengatur jumlah refrigerant yang masuk ke evaporator dengan menggunakan sensor thermal untuk memonitor uap panas lanjut di sisi uap evaporator.
Katup ekspansi otomatis Katup ekspansi ini juga berfungsi mengatur jumlah refrigerant yang masuk ke dalam evaporator. Namun tidak seperti katup ekspansi termostatik. katup ekspansi jenis ini bekerja berdasarkan tekanan di evaporator, bukan temperatur.
Pipa kapiler
13
Pipa kapiler merupakan alat ekspansi yang digunakan untuk mesin pendingin berkapasitas kecil. Pipa ini terbuat dari tembaga yang diolah mesin dengan sangat teliti. Diameter lubang dan panjang pipa menentukan berapa banyak refrigerant yang dapat dilewatkan tiap drop tekanan. Pipa kapiler tidak mengontrol tekanan maupun refrigerant panas lanjut. Karena tidak memiliki bagian yang dapat berkerak, pipa kapiler tidak dapat mengantisipasi perubahan beban pendinginan. Oleh karena itu pipa kapiler biasanya dipasang di daerah yang bebannya tidak terlalu berfluktuasi.
e. Komponen lain yang mungkin terkandung pada AC Beberapa komponen lain yang mungkin terkandung di mesin Air Conditioning (AC), yaitu:
Fan : berupa kipas angin untuk meniup udara dingin keruangan.
Saringan (Filter) : digunakan untuk menyaring debu atau kotoran yang dialirkan melewatinya.
Thermostat : berfungsi untuk mengatur suhu ruang sesuai dengan suhu yang dikehendaki.
Saluran udara (Air Duct) : digunakan untuk mengalirkan udara terkondisi ke tempat yang dituju secara tertib dan terprogram.
Pipa kondensat : bertujuan untuk mengalirkan air hasil kondensasi dari evaporator secara gravitasi ke arah pembangunan yang direncanakan. Humidistat : adalah alat pengatur kelembaban udara.
Supply Air Diffuser (SAD) : yaitu kisi-kisi tempat udara keluar dari mesin
14
atau ducct dan memassuki ruangann yang dikonndisikan.
Return Air A Grille (R RAG) : yaituu kisi-kisi tem mpat udara rruang kembaali terhisap ke unit Air A Conditioning (AC) uuntuk diambiil panasnya aatau didinginnkan.
2.1.4 2 Klasiffikasi AC a. a AC Win ndow AC jenis ini merupakan pendinngin yang reelatif murahh untuk kapaasitas kecil mudah m diguunakan dan mudah pem masangannyaa. Kelemahaan dari AC ini adalah penggunaan p nnya yang cenderung c m menimbulkaan kebisingaan di dalam m ruangan, karena k letakk kompresor AC dari ruuangan berdeekatan. Bagiian kondensoor dari AC ini i perlu dilletakkan diluuar. ruangann. Pendingin n jenis ini cocok digunaakan untuk ruangan r yan ng kecil.
Gambarr 2.4. AC Window W Sumbeer : How Sttuff Works, More Alteernatives to Air Condittioning, 29 Januari 2008 (http://electronicss.howstuffw works.conVicce-block-ac I Juin)
15
b. Sistem Split Mesin tata udara jenis ini, terbagi atas dua unit, satu di bagian luar ruangan (outdoor unit) yang berisi kondensor dan kompresor, dan satu di dalam ruangan (Indoor unit) berisi evaporator dan kipas udara. Untuk AC split dengan kapasitas besar, unit dalam ruangan dapat terdiri lebih dari satu unit (multi split) sedang unit di luarnya tetap satu. Tipe lain dari AC sistem split ini adalah sistem AC split duct. Pada sistem ini untuk mengalirkan udara dingin dibantu dengan sistem ducting, sehingga jangkauannya lebih luas dan merata. Pada akhir-akhir ini di pasaran mulai berkembang AC sistem split yang telah dilengkapi dengan inverter. Pada AC split konvensional. motor pada kompresor akan bekerja pada kecepatan maksimum jika suhu ruangan belum terpenuhi dan akan mati bila suhu ruangan sudah terpenuhi. Sedangkan arus yang dibutuhkan motor kompresor untuk start sangat tinggi sehingga menyebabkan biaya listrik meningkat. Hal inilah yang coba dihindari oleh sistem AC split inverter. Pada AC split dengan inverter ini hidup dan mati dari motor kompresor diminimalkan, dengan menggunakan kompresor yang kecepatan motornya dapat berubah-ubah sesuai dengan kebutuhan. Pada saat suhu ruangan belum mencapai suhu yang diinginkan. maka kecepatan motor kompresor akan maksimum dan kecepatan motor ini akan semakin berkurang jika suhu ruangan sudah mendekati suhu yang diinginkan.
16
Gam mbar 2.5. In nverter dan konvension nal Sumber: S Air Conditioninng FAQ, Inverter, 20 Febbruari 2008.
Untuk penggunaan p sistem Spplit di Mal dan Perkaantoran biassanya unit Compressor C r diletakkan di atap untuuk menguraangi kebisinggan didalam m- ruangan. Sedangkan untuk u unit dii dalam ruanng mempunyyai berbagai alternatif peemasangan, antara a lain:
Ceiling Cassete C
Gambar 2.6. 2 Ceiling Cassete Sumber: Frrioar ArConddicionado,Caasseie,7 Febrruari 2008 < http://ww ww.frioar.coom/produtos__york_minissplit.php>
17
▪ Wall Moun nted
Gamb bar 2.7. Waall Mounted d Sumbber : Air Cool Direct Soolution. Sanyyo Air condittioner. 7 Febbruari 2008 < hup://ww ww.overmi.ccom/Air_connditioning_ccompanies.httml>
Floor Staanding
Gambar 2.8. Floor Standing S Sum mber : AC for Sale, New Product for February, 7 Februari 20008 < http://accforsale.com//online/defauult.phr.'ePatth=3637>
18
Ceiling Suspended
Gambar 2.9. Ceiling Suspended Sumber: GRAC ltd, Ceiling Suspended Indoor Unit, 8 Februari 2008
c. AC Sentral AC sentral ini biasa digunakan di hotel, mall atau gedung-gedung dengan ruangan yang banyak. Berbeda dengan AC split dan AC window. dalam sistem ini refrigerant yang digunakan tetap sama, tetapi untuk mendistribusikan ke FCU dan AHU digunakan air dingin (chilled water) dengan suhu sekitar 5°C. Air dingin dihasilkan oleh chiller (mesin penghasil air dingin yang juga menggunakan refrigerant sebagai zat pendingin). AC sentral mempunyai dua unit terpisah, yaitu indoor unit (evaporator) dan outdoor unit (kompresor dan kondensor). Secara singkat Cara kerja AC sentral ini dapat dilihat pada gambar 2.6. Pada saat udara panas yang berasal dad ruangan mengalir melalui koil evaporator, panas akan diserap oleh evaporator. Di dalam evaporator ini terdapat air dingin yang dihasilkan oleh chiller. Air yang keluar
19
dari evaporator akan memiliki suhu yang tinggi dan akan disalurkan ke outdoor unit yang terletak di luar ruangan. Di outdoor unit ini air akan mengalami beberapa proses melalui kondensor, chiller, dan sebagainya, sehingga air yang keluar dari kondensor ini akan kembali memiliki suhu yang rendah. Air ini kemudian dialirkan ke evaporator untuk mengalami proses yang sama dengan awal tadi. Udara dingin yang keluar dari evaporator akan disalurkan ke ruangan-ruangan melalui ducting.
2.2 Refrigerasi dan Pengkondisian Udara 2.2.1 Pengertian Fungsi utama refrigerasi dan pengkondisian udara saling berkaitan satu sama lain, tetapi masing-masing mempunyai ruang lingkup yang berbeda. Penerapan teknik refrigerasi yang terbanyak adalah refrigerasi industri yang meliputi pemrosesan, pengawetan makanan, penyerapan kalor dari bahan kimia, perminyakan dan industri petrokimia. Selain itu, terdapat penggunaan khusus seperti pada industri manufaktur dan konstruksi. Teknik pengkondisian udara tidak hanya berfungsi sebagai pendingin, tetapi juga untuk pemanasan seperti pengaturan kecepatan, radiasi termal, dan kualitas udara termasuk penyisihan partikel dan uap pengotor. Refrigeran adalah fluida kerja yang bersirkulasi dalam siklus refrigerasi. Refrigeran merupakan komponen terpenting siklus refrigerasi karena refrigeran yang menimbulkan efek pendinginan dan pemanasan pada mesin refrigerasi. ASHRAE (2005) mendefinisikan refrigeran sebagai fluida kerja di dalam mesin
20
refrigerasi, pengkondisian udara, dan sistem pompa kalor. Refrigeran menyerap panas dari satu lokasi dan membuangnya ke lokasi yang lain, biasanya melalui mekanisme evaporasi dan kondensasi. Refrigeran yang digunakan dalam sistem kompresi uap dikelompokkan menjadi refrigeran primer. Sedangkan jika fluida digunakan untuk memindahkan panas, maka fluida ini disebut sebagai refrigeran sekunder. Penggunaan refrigeran saat ini merupakan isu penting menyangkut pemanasan global. Pada bab ini, akan dijelaskan jenis refrigeran, sifat, dan penggunaannya saat ini. Pengkondisian udara adalah perlakuan terhadap udara untuk mengatur suhu, kelembaban, kebersihan dan pendistribusiannya secara serentak guna mencapai kondisi nyaman yang diperlukan oleh orang yang berada di dalam suatu ruangan. Atau dapat didefinisikan suatu proses mendinginkan udara sehingga mencapai temperatur dan kelembaban yang ideal. Sistem pengkondisian udara pada umumnya dibagi menjadi 2 golongan utama : a. Pengkondisian udara untuk kenyamanan kerja b. Pengkondisian udara untuk industri Sistem pengkondisian udara untuk industri dirancang untuk memperoleh suhu, kelembaban dan distribusi udara yang sesuai dengan yang dipersyaratkan oleh proses serta peralatan yang dipergunakan di dalam ruangan. Dengan adanya pengkondisian udara ini, diharapkan udara menjadi segar sehingga karyawan dapat bekerja dengan baik, pasien di rumah sakit menjadi lebih nyaman dan penghuni rumah tinggal menjadi nyaman.
21
2.2.2 Jenis Refrigeran a. Refrigeran Primer Refrigeran primer adalah refrigeran yang digunakan pada sistem kompresi uap. Refrigeran yang digunakan pada sistem pendinginan kompresi uap harus mempunyai mempunyai sifat-sifat kimia, fisika, termodinamika tertentu yang sesuai dengan kondisi penggunaan.
Golongan Halokarbon Refrigeran golongn halokarbon adalah jenis refrigeran yang umum
digunakan. Refrigeran jenis ini meliputi refrigeran yang terdiri dari satu atau lebih dari tiga jenis ion golongan halogen (klorin, fluorin, dan bromin). Beberapa jenis refrigeran halokarbon yang umum digunakan disajikan pada Tabel 1. Tabel 1.1. Jenis refrigeran halokarbon Nomor refrigerant
Nama kimia
Rumus kimia
11
Trikloromonofluorometan CCl3F
12
Diklorodifluorometan
CCl2F2
13
Monoklorotrifluorometan
CClF3
22
Monoklorodifluorometan
CHClF2
40
Metilklorida
CH3Cl
113
Triklorotrifluoroetan
CCl2FCClF2
115
Diklorotetrafluoroetan
CClF2CClF2
Sistem penomoran golongan halokarbon adalah sebagai berikut: nomor pertama dari sebelah kanan menunjukkan jumlah atom florin pada senyawa,
22
nomor kedua dari kanan menunjukkan satu nilai lebih banyak dari jumlah atau, hidogren pada senyawa dan tiga digit dari kanan menunjukkan satu nilai lebih sedikit dari jumlah atom karbon.
Senyawa Organik Awalnya, saat pendinginan hanya digunakan untuk tujuan khusus, hanya
amoniak dan karbon dioksida yang dapat digunakan sebagai refrogeran. Saat pendinginan mulai dikenalkan pada masyarakat, sulfur dioksida, metil klorida dan metilen klorida digunkan karena sesuai dengan kompresor sentrifugal. Metilrn klorida dan karbon dioksida, karena faktor keamanannya digunakan untuk sistem pengkondisian udara (AC). Semua refrigeran ini, selain amonia, tidak digunakan lagi, kecuali pada sistem yang lama. Amonia mempunyai sifat termal yang baik, dan masih digunakan pada lapangan es skating.
Senyawa hidrokarbon Banyak senyawa hidrokarbon yang digunakan sebagai refrigeran, umumnya
digunakan pada industri minyak bumi, seperti metana, etana, propana, etilen, dan isobutilen. Kesemuanya flammable dan eksplosif. Digolongkan sedikit beracun karena mengandung efek bius pada tingkat tertentu. Etana, metana, dan etilen digunakan pada pendinginan suhu ekstra rendah. Hidrokarbon sebagai refrigerant dalam sistem refrigerasi telah dikenal sejak tahun 1920-an, sebelum refrigerant sintetik dikenal. Ilmuwan yang tercatat sebagai promotor hidrokarbon sebagai refrigerant antara lain Linde (1916) dan Ilmuwan Dunia Albert Einstein (1920). Hidrokarbon kembali diperhitungkan sebagai alternatif pengganti CFC, setelah aspek lingkungan mengemuka, dan
23
timbulnya permasalahan dalam peralihan dari CFC ke HFC, dikarenakan perlu adanya penyesuaian perangkat keras, pelumas, serta perlakuan khusus dalam operasional penggunaan bahan HFC : R-134a ini.
b. Refrigeran Sekunder Refrigeran sekunder merupakan fluida yang membawa panas dari benda yang didinginkan ke evaporator suatu sistem pendinginan. Suhu refrigeran sekunder akan berubah saat refrigeran mengambil panas namun tidak berubah fasa. Air dapat digunakan sebagai refrigeran sekunder, namun hanya untuk kondisi operasi di atas titik beku air. Refrigeran yang umum digunakan adalah campuran garam dan air (brine) atau anti beku yang mempunyai titik beku di bawah 00C. Beberapa anti beku yang umum digunakan adalah campuran air dengan etilen glikol, propiln glikol atau kalsium klorida. Etilen glikol dapat digunakan dalam industri makanan karena tidak beracun. Beberapa jenis dan penggunaan refrigeran sekunder sebagai berikut : Tabel 1.2. Jenis refrigeran Sekunder Refrigeran Sekunder (Inorganik) Amonia (NH3)
Penggunaan Untuk cold storage, pabrik es, pendinginan bahan pangan
Air (H2O)
Pendinginan tipe ejektor
CO2
Sebagai karbondioksida padat atau es kering dan hanya digunakan untuk refrigerasi angkutan
24
Refrigeran 11 (CCL3F)
Pendinginan dengan kompresor sentrifugal untuk sistem AC ber-kapasitas besar
Refrigeran 12 (CCL2F)
Pendinginan dengan kompresor piston untuk refrigerasi unit kecil terutama water cooler, kulkas
Refrigeran 22 (CHCLF2)
Pendinginan dengan kompresor tipe piston untuk unit refrigerasi kapasitas besar seperti pengemasan dan central AC
Refrigeran 502
Untuk bahan pangan beku dalam kabinet, terutama untuk pendinginan di pasar swalayan
2.2.3 Prinsip Refrigerasi dan Pengkondisian Udara Refrigerasi dan pengkondisian udara merupakan terapan dari teori perpindahan kalor dan thermodinamika. Sistem refrigerasi adalah suatu sistem yang menjadikan kondisi temperatur suatu ruang berada dibawah temperatur semula (menjadikan temperatur dibawah temperatur siklus). Pada prinsipnya kondisi temperatur rendah yang dihasilkan oleh suatu sistem refrigerasi diakibatkan oleh penyerapan panas pada reservoir dingin (low temperature source) yang merupakan salah satu bagian sistem refrigerasi tersebut. Panas yang diserap bersama-sama energi (kerja) yang diberikan kerja luar dibuang pada bagian sistem refrigerasi yang disebut reservoir panas (high temperature sink). Dalam suatu sistem refrigerasi jumlah panas yang diserap pada reservoir dingin
25
merupakan kuantitas yang terpenting, yang dapat menunjukkan berapa kapasitas pendingin yang dapat diberikan oleh sistem refrigerasi.
2
Q 2 , T2
W
Q 1 , T1
1
Gambar 2.10 Prinsip Dasar Mesin Pendingin Prinsip pengkondisian udara adalah kondisi udara dalam ruangan dapat dalam keadaan sangat dingin, panas, lembab, kering, kecepatan udara tinggi atau tidak ada gerakan udara. Udara dingin digerakkan oleh fan masuk reducting (saluran udara) dan melalui outlet (lubang keluar) udara masuk ke dalam ruangan. Udara dari dalam ruangan kembali ke return outlet (grile/ lubang isap) masuk ke ducting return (saluran kembali) dan melalui filter untuk pembersihan udara masuk melewati celah-celah/ permukaan coil evaporator (koil pendinginan) dan kembali digerakkan fan (kipas udara).
26
Komponen sistem pengkondisian udara adalah: a. Sistem pembangkit kalor, mesin refrigerasi, menara pendingin dan ketel uap b. Sistem pipa: pipa air dan pipa refrigerasi dan pompa c. Pengkondisian udara: saringan udara, pendingin udara, pemanas udara dan pelembab udara d. Sistem saluran udara: kipas dan saluran udara
2.3 Sistem Kompresi Salah satu jenis mesin refrigerasi yang umum digunakan pada zaman sekarang adalah jenis kompresi uap. Mesin pendingin jenis ini bekerja secara mekanik dan perpindahan panas dilakukan dengan memanfaatkan sifat refrigeran yang berubah dari fase cair ke fase gas (uap) dan kembali ke fase cair secara berulang-ulang.
Refrigeran mendidih pada suhu yang jauh lebih rendah
dibandingkan air pada tekanan yang sama. Misalnya, amonia yang sering digunakan sebagai refrigeran, pada tekanan 1 atmosfir (101.3 kPa) dapat mendidih pada suhu -33 oC. Suhu titik didih refrigeran dapat diubah dengan cara mengubah tekanannya, misalnya, untuk menaikkan suhu titik didih amonia menjadi 0 oC, tekanan harus dinaikkan menjadi 428.5 kPa. Keragaman suatu siklus refrigerasi umumnya dinyatakan dalam berbagai terminologi, seperti ton refrigerasi, koefisien tampilan, dan efisiensi refrigerasi. Satu ton refrigerasi didefinisikan sebagai kapasitas pendinginan yang diserap oleh satu ton es untuk menjadi cair selama 24 jam, yaitu 1357 W (200 Btu/menit) .Istilah ton refrigerasi umum digunakan untuk mesin pendingin berkapasitas besar.
27
2.4 Peralatan Mesin Pendingin 2.4.1 Kompresor Kompresor merupakan jantung sistem kompresi uap, dimana kompresor berfungsi mengubah fluida kerja berupa gas dari yang bertekanan rendah menjadi gas bertekanan tinggi yang kemudian diteruskan menuju kondensor. Beberapa jenis kompresor untuk refrigeran adalah jenis bolak-balik, rotari, dan sentrifugal. 2.4.2 Kondensor Kondensor merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengubah atau mendinginkan gas yang bertekanan tinggi berubah menjadi cairan bertekanan tinggi, dimana cairan tersebut dialirkan ke orifice tube. Orifice tube berfungsi menurunkan cairan yang bertekanan tinggi menjadi tekanan yang lebih rendah dan menjadi cairan dingin bertekanan rendah, dalam suatu sistem lain yang disebut katup ekspansi. 2.4.3 Peralatan Ekspansi Peralatan ekpansi dalam sistem refrigeran adalah menurunkan tekanan cairan refrigeran dan mengatur aliran refrigeran ke evaporator. a. Pipa Kapiler Pipa kapiler digunakan hampir pada semua sistem refrigerasi dengan daya sangat kecil. Cairan refrigeran memasuki pipa kapiler, dan ketika melalui pipa, refrigeran mengalami penurunan tekanan karena gesekan dan percepatan. Sebagian cairan secara cepat berubah menjadi uap ketika refrigeran mengalir melalui pipa.
28
b. Katup Apung Katup apung adalah jenis katup ekspansi yang menjaga cairan refrigeran didalam evaporator pada ketinggian tetap dalam tabung. Saklar apung akan membuka penuh ketika ketinggian cairan turun dibawah titik kontrol dan akan menutup penuh ketika ketinggian mencapai titik kontro, akan memberikan unjuk kerja bersih yang sama sebagai suatu jenis modulasi dari katup kontrol. c. Katup Ekspansi Katup ekspansi merupakan komponen terpenting dari sistem refrigerasi, dimana katup ini dirancang untuk mengontrol cairan pendingin melalui katup orifice tube yang mengubah wujud cairan menjadi uap ketika zat pendingin meninggalkan katup pemuaian dan memasuki evaporator. d. Evaporator Evaporator merupakan alat penukar kalor yang menyerap panas dalam ruangan melalui kumparan pendingin dan kipas. Evaporator meniupkan udara dingin kedalam ruangan. Refrigeran dalam ruangan mulai berubah kembali menjadi bertekanan rendah tetapi masih mengandung cairan sedikit, campuran refrigeran kemudian masuk ke akumulator (pengering). Hal ini dapat berlaku seperti orifice kedua cairan yang berubah menjadi uap bertekanan rendah yang murni, sebelum melaui kompresor untuk memperoleh tekanan dan beredar dalam sistem lagi.
29
2.5 COP ( Coefficient of Preformance) Skala suhu sekarang yang digunakan menurut satuan internasional (SI) adalah skala Celcius, berdasarkan nominal pada titik lebur es pada 0 oC dan titik o
didih air pada tekanan atmosfir pada 100
C. Hukum kekekalan energi
menerangkan bahwa ketika kerja dan energi panas dipertukarkan maka tidak ada energi laba atau energi rugi, namun jumlah energi panas yang
didapat
dikonversikan menjadi kerja terbatas. Gambar 2.3 menunjukkan mesin E reversibel mengendarai pompa panas reversibel P, Q dan W merupakan arus panas dan kerja, yang disebut mesin reversibel karena memiliki efisiensi tertinggi yang dapat divisualisasikan karena tidak ada kerugian, E dan P adalah mesin identik. Pengaturan ini menunjukkan hasil dari nol efek eksternal karena tidak mengalami laba atau rugi energi. Jika efisiensi P lebih tinggi yaitu jika input kerja yang dibutuhkan untuk P untuk mengangkat suatu kuantitas identik Q2 panas dari reservoir dingin itu harus kurang dari W. Reservoir panas, T1
Q1
Q1
E
P
Q2
Q2 Reservoir dingin, T0
Gambar 2.11 Mesin Kalor Ideal
30
Panas dari suhu rendah ke suhu tinggi tanpa masukan kerja eksternal adalah tidak mungkin. Hubungan antara Q1, Q2 dan W hanya bergantung pada suhu reservoir panas dan dingin. Fisikawan Perancis Sadi Carnot (1796-1832) adalah orang pertama yang memprediksi bahwa hubungan antara kerja dan panas yang bergantung pada temperatur, dan proses pendinginan yang ideal dikenal sebagai siklus carnot. Untuk menemukan hubungan ini, suhu harus didefinisikan secara lebih mendasar. Kelvin (1824-1907) bersama fisikawan terkemuka lainnya menyimpulkan bahwa skala suhu mutlak dapat didefinisikan dalam hal efisiensi mesin reversibel. Rasio ideal output bekerja untuk masukan panas (W/Q1) dari mesin reversibel E sama dengan suhu perbedaan (T1-T0) dibagi dengan suhu reservoir panas (T1). Pada gambar 2.3 untuk mencari kerja W dapat dirumuskan sebagai berikut : W=
Q2 (T − To ) To
Sebelum melakukan penilaian suatu suatu sistem refrigerasi terlebih dahulu harus ditetapkan ukuran keefektifan. Indeks prestasi ini tidak sama dengan efisiensi, karena ukuran tersebut biasanya hanya menggambarkan perbandingan keluaran dan masukan. Pada gambar 2.4 terlihat bahwa perbandingan keluaran dan masukan ini akan tidak berguna jika digunakan dalam sistem refrigerasi, karena proses keluaran akan terbuang. Konsep indeks prestasi pada refrigerasi sama dengan efisiensi, yang menyatakan perbandingan :
31
Jumlah hasil yang diinginkan Jumlah pengeluaran Qin 2
Pemanas
3
Wout
Kompresor Turbin
1
Win
4 Kondensor
Qout Gambar 2.12 Kalor Carnot Istilah prestasi dalam sistem refrigerasi disebut dengan koefisien prestasi atau COP (Coefficient of Performance) yang didefinisikan sebagai : Refrigerasi bermanfaat COP = Kerja bersih
COP =
To Q2 = W (T1 − To )
2.7 Suhu, panas dan pendingin 2.7.1 Suhu Skala suhu sekarang digunakan umumnya adalah skala Celsius, berdasarkan nominal pada titik lebur es pada 0 ° C dan titik didih air pada tekanan atmosfir
32
pada 100 ° C (menurut definisi yang ketat, titik tripel es 0,01 ° C pada tekanan sebesar 6,1 mbar). Hukum kekekalan energi memberitahu kita bahwa ketika kerja dan energi panas dipertukarkan tidak ada laba atau rugi bersih energi. Namun, jumlah energi panas yang dapat dikonversi menjadi kerja terbatas. Sebagai panas mengalir dari panas ke dingin sejumlah energi dapat dikonversi menjadi kerja dan diekstraksi. Hal ini dapat digunakan untuk menggerakkan generator, misalnya. Jumlah minimum bekerja untuk drive kulkas dapat didefinisikan dalam hal skala suhu mutlak. Gambar 2.1 menunjukkan mesin E reversibel mengendarai pompa panas reversible P, Q dan W merupakan arus panas dan kerja. Mereka disebut mesin reversibel karena mereka memiliki efisiensi tertinggi yang dapat divisualisasikan, karena tidak ada kerugian, E dan P adalah mesin identik. Pengaturan ini menunjukkan hasil di nol efek eksternal karena waduk tidak mengalami laba atau rugi bersih panas. Jika efisiensi P itu harus lebih tinggi, yaitu jika input kerja yang dibutuhkan untuk P untuk mengangkat suatu kuantitas identik Q2 panas dari reservoir dingin itu harus kurang dari W, sisa bagian dari W kekuasaan dapat lain pompa panas. Ini bisa mengangkat jumlah tambahan panas. Panas dari suhu rendah ke suhu tinggi tanpa masukan kerja eksternal, yang tidak mungkin. Hubungan antara Q1, Q2 dan W hanya bergantung pada suhu reservoir panas dan dingin. Fisikawan Perancis Sadi Carnot (1796-1832) adalah orang pertama yang memprediksi bahwa hubungan antara kerja dan panas yang bergantung pada temperatur, dan proses pendinginan yang ideal dikenal sebagai siklus Carnot.
33
Untuk menemukan hubungan ini, suhu harus didefinisikan secara lebih mendasar. Derajat pada termometer hanya skala sewenang-wenang. Kelvin (1824-1907), bersama-sama dengan fisikawan terkemuka lainnya periode, menyimpulkan bahwa skala suhu mutlak dapat didefinisikan dalam hal efisiensi mesin reversibel. Rasio ideal 'tidak pernah-dicapai-dalam-praktek' output bekerja untuk masukan panas (W/Q1) dari mesin reversibel E sama dengan: Suhu Perbedaan (T1-T0) dibagi dengan Hot Reservoir Suhu (T1) Pada gambar 2.12. perangkat P kita dapat peduli menemukan perangkat untuk pendinginan, dan pekerjaan Kelvin memberitahu kita bahwa karya minimum, W diperlukan untuk mengangkat kuantitas Q2 panas dari suhu ke suhu T0 T1 diberikan oleh: w=
Q 2 (T − T0 ) T0
Suhu harus diukur pada satu yaitu mutlak skala yang dimulai dari nol mutlak. Skala Kelvin memiliki interval derajat yang sama dengan skala Celsius, sehingga es meleleh pada + 73.216 air mendidih Kand pada tekanan atmosfir di + 73.315 Kon skala Celsius, mutlak nol adalah -273,15 ° C. 'Efisiensi' Pendinginan biasanya didefinisikan sebagai panas etracted dibagi dengan input kerja. Hal ini disebut COP, koefisien kinerja. Cita-cita atau COP Carnot mengambil nama dari Sadi Carnot dan diberikan oleh: COP =
T0 Q2 = W (T1 − T0 )
34
2.7.2 Panas Panas adalah salah satu dari banyak bentuk energi dan umumnya dihasilkan dari sumber kimia. Panas tubuh adalah energi termal atau internal, dan perubahan energi ini mungkin menunjukkan sebagai perubahan suhu atau perubahan antara masing-masing padat, cair dan gas. Hal juga mungkin memiliki bentuk lain dari energi, potensial atau kinetik, tergantung pada tekanan, posisi dan gerakan. Entalpi adalah jumlah energi internal dan alur kerja dan diberikan oleh: H = u +Pv
Dalam proses di mana ada aliran tunak, faktor Pv tidak akan mengubah lumayan dan perbedaan entalpi akan menjadi kuantitas panas yang diperoleh atau hilang. Entalpi dapat dinyatakan sebagai jumlah di atas nol absolut, atau dasar lain yang nyaman. entalpi mentabulasikan ditemukan dalam karya referensi sering ditunjukkan di atas suhu dasar-40º pada skala Fahrenheit. Dalam perhitungan apapun, kondisi dasar ini harus selalu diperiksa untuk menghindari kesalahan yang akan timbul jika dua basis yang berbeda digunakan. Jika perubahan entalpi dapat dirasakan sebagai perubahan suhu, hal itu disebut panas sensibel. Hal ini dinyatakan sebagai kapasitas panas spesifik, yaitu perubahan entalpi per derajat perubahan suhu, dalam kJ / (kg K). Jika tidak ada perubahan suhu namun perubahan keadaan (padat ke cair, cair ke gas, atau sebaliknya)
itu disebut panas laten. Hal ini dinyatakan sebagai kJ/kg tetapi
bervariasi dengan suhu mendidih, dan biasanya kualifikasi oleh kondisi ini.
35
Perubahan total yang dihasilkan ditampilkan pada diagram Suhu-entalpi (gambar 2.13) dibawah ini : Perubahan kalor gas
Suhu
Kalor laten dari proses pencairan
Kalor laten proses pendidihan hingga penguapan
373.15 273.16
Perubahan kalor zat cair Perubahan kalor padat
334
419 kJ
2257 kJ Entalpi
Gambar 2.13 : Perubahan suhu (K) dan keadaan air dengan entalpi Tempat penyimpan
CFCs yang ditemukan oleh Mid l
Pendingin mekanik pertama
Sirkulasi
Protokol Montreal
d
Sirkulasi tekanan uap pertama
1900
1930
1950
Protokol Kyoto
1990
2000
2008
36
2.7.3 Pendingin (Refrigerant) Perubahan radikal dalam
pemilihan
dan penggunaan refrigeran dalam
menanggapi isu-isu lingkungan telah terjadi selama 25 tahun terakhir, sebuah cerita yang dapat ditelusuri dengan bantuan sebuah ‘garis waktu perkembangan sistem pendingin. Mesin pendingin udara mekanis paling awal digunakan sebagai fluida kerja. Pengenalan siklus kompresi uap memungkinkan sistem yang lebih kompak dan efektif. Pada awalnya hanya cairan praktis adalah karbon dioksida dan amonia. Salah satu
syarat utama adalah pelestarian daging di perjalanan laut yang
panjang dari Selandia Baru dan Australia ke Eropa, dan untuk amonia ini adalah karena tidak cocok dengan sifat racunnya. Karbon dioksida, meskipun memerlukan tekanan jauh lebih tinggi, digunakan. Metil klorida, meskipun beracun dan sangat tidak menyenangkan, yang digunakan pada beberapa sistem yang lebih kecil. Sebuah revolusi muncul dengan penemuan chlorofluorocarbon (CFC) R12 oleh Midgley di awal 1930-an. Ini, para anggota refrigeran dan lainnya dari keluarga CFC tampaknya memproses semua sifat yang diinginkan. Secara khusus mereka tidak beracun, tidak mudah terbakar dan dengan sifat termodinamika yang baik dan karakteristik minyak miscibility. The CFC R12, R11, R114 dan R502 bersama dengan hydrochlorofluorocarbon (HCFC) R22 menjadi refrigeran definitif. Mereka memungkinkan ekspansi pendingin ke dalam, sektor komersial AC domestik dan. Amonia dengan sifat yang sangat baik termodinamika dan
37
biaya rendah dilanjutkan pada aplikasi industri. keprihatinan lingkungan kini telah mendorong pengembangan pengganti untuk klor mengandung senyawa. Tak perlu dikatakan, tidak ada cairan tunggal memiliki semua sifat ini, dan pilihan cairan untuk setiap aplikasi tertentu akan selalu kompromi.
2.8 FREON Fungsi AC adalah mendinginkan udara dengan cara mensirkulasikan udara dari ruangan dilewatkan pada media pendingin kemudian udara yang sama dihembuskan kembali ke ruangan, demikian seterusnya.Sehingga pada dasarnya, udara dingin yang terjadi adalah udara yang itu-itu juga dari ruangan tersebut. Trend teknologi AC rumah tangga sekarang banyak yang dilengkapi filter, ozonasi atau media pengikat bakteri. Tapi bagaimana pun juga tidak sebaiknya mempercayai
keefektifan
perangkat
kelengkapan
AC
tersebut
dan
mempertaruhkan kesehatan dan lingkungan. Hal lain yang juga perlu perhatian adalah,di dalam unit AC terhadap zat media yang disirkulasikan untuk dimanfaatkan sebaga ifungsi pendinginan, yang saat ini masih dominan memakai zat dengan nama Freon.Walaupun saat ini sudah beredar Freon jenis ramah lingkungan, tapi Freon lama yang kurang ramah lingkungan masih banyak disukai karena sifatnya yang efisien. Zat Freon ini, tidak membahayakan lingkungan selama tidak terlepas ke udara alias instalasi AC tidak ada kebocoran.Oleh karena itu perlu kiranya, paling tidak setahun sekali perlu mengundang teknisi AC untuk sekedar memeriksa kebocoran Freon ini.
38
Indikasi terhadap kebocoran Freon juga mungkin sekali terjadi bila ruangan menjadi tidak sesejuk biasanya ketika AC dinyalakan. Bila instalasi bocor, Freon yang terlepas diudara, bila masuk ke ruangan, jelas akan sangat membahayakan, karena zat Freon ini termasuk gas tidak tampak dan tidak berbau, tapi sangat beracun. Sedang bila terlepas ke udara bebas di luar, walaupun mungkin kontribusinya kecil, tetap secara kolektif, hal ini akan berdampak pada menipisnya lapisan ozon di atmosfir dan peningkatan efek rumah kaca. Menipisnya lapisan ozon berdampak pada tidak tersaringnya sinar ultraviolet dari matahari yang berbahaya bagi kesehatan kulit. Sementara peningkatan efek rumah kaca, dapat mengakibatkan kenaikan suhu bumi secara global yang dapat mengganggu keteraturan iklim dunia. 2.8.1 Pengertian Freon AC Freon termasuk dalam syntetic refrigerant atau pendingin buatan, yaitu: Hidro,Chloro, Fluoro dan Carbo. Ada banyak macam jenis freon, tapi tipe yang umumdipakai
sebagai
pendingin
ada
tiga.Pertama
R-12
CFC
(Chloroflurocarbon), banyak ditemukan pada kulkas, dispanser, maupun AC mobil di bawa tahun 1993. Kedua R-22 HCFC (Hidro chlorofluorocarbo), banyak ditemukan pada pendingin ruangan bersekala besar, seperti AC split, AC window, dan AC central pada gedung perkantoran. Dulu pun rumah sakit menggunakan pendingin dengan tipe freonR-22. Dan yg terakhir R-134a HFC (Hidrofluorocarbo), paling banyak digunakan oleh AC mobil dewasa ini, dan sebagian produk kulkas.
39
R-12
R-22
R-134a
Gambar 2.14 Freon AC 2.8.2 Dampak Freon AC Freon memiliki Global Warming Potential(GWP) 510 kali lebih besar dari pada CO2.Karbondioksida dalam alam sendiri menyebabkan 9-26% efek rumah kaca.Dengan ditambahnya karbondioksida dari kendaraan bermotor, pemanasan global
akibat
efek
rumah
kaca
semakin
meningkat.
Tapi
‘kejahatan’karbondioksida belum sebanding dengan freon terkait penyebab pemanasan gelobal. Selain GWP yang lebih tinggi dari CO2, Freon pun memiliki ALT (Atmosfer LifeTime) yang sangat besar, yaitu 15. Artinya gas freon akan bertahan 15 tahun diatmosfer sebelum terurai! Berarti sejak pertama kali AC ditemukan dan dijual secara komersil (1950s), Freon baru terurai empat kali di alam (genap tahun 2010).Tapi faktanya, penggunaan AC berjalan setiap tahun dan terus
40
meningkat, penggunaan freon yang juga tidak hanya di AC; membuat sepanjang tahun freon semakin lama bertahan di atmosfer. Dampak lingkungan secara tidak langsung adalah konsumsi listrik yang tinggi.Membuat pendingin rumah tangga lebih boros energi 25-40% dari konsumsi yang seharusnya. Selain berbahaya untuk lingkungan, freon pun berbahaya untuk kesehatan. Cara kerja freon mengikat air,sehingga dampak langsung yang dapat dirasakan adalah kulit yang kering. Sistem pernafasan pun sering terganggu untuk jangka menengah dan jangka panjangnya,khususnya jika mengalami kebocoran freon. Dampak paling fatal karena menggunakan freon adalah berkurangnya molekul ozondi stratosfer yang mengakibatkan lapisan ozon menjadi semakin tipis sehingga fungsi penyerapan radiasi UV-B menjadi berkurang. Sebagai akibatnya, intensitas radiasi UV-B semakin meningkat.Berdasarkan kajian ilmiah diketahui bahwa setiap 10 persen penipisan lapisan ozon akan terjadi kenaikan radiasi UV-Bsebesar 20 persen. Paparan radiasi UV-Byang berlebih dapat menimbulkan dampak negatif. Pada manusia, radiasi UV-B berlebih dapat menimbulkan penyakit kangker kulit, katarak mata, serta mengurangi daya tahan tubuh terhadap penyakit infeksi.Selain itu juga dapat memicu reaksi kimiawi di atmosfer bagian bawah, yang mengakibatkan penambahan jumlah reaksi fotokimia yang menghasilkan asap beracun, hujan asam, serta peningkatan gangguan saluran pernafasan.Pada tumbuhan, radiasi UV-B dapat menghambat pertumbuhan berbagai tanaman,
41
bahkan beberapa menjadi kerdil.Sebagai akibatnya hasil panen menurun dan tidak jarang gagal panen. Di perairan laut, intensitas radiasi UV-Byang tinggi dapat memusnahkan organisme kecil yang hidup di permukaan air. Phytoplanton yang menjadi sumber utama rantai makanan organisme laut dapat musnah, sehingga menimbulkan pengaruh berantai terhadap kehidupan organisme laut. Radiasi UVB juga akan menurunkan kemampuan sejumlah organisme menyerap gas karbon dioksida,yang merupakan salah-satu gas rumah kaca, sehingga konsentrasi gas rumah kacadi atmosfer akan meningkat dan menyebabkan terjadinya pemanasan global.
Gambar 2.15 Efek Rumah Kaca
2.9 Water Heater Pemanas air atau yang dikenal dengan sebutan water heater saat ini telah menjadi sebuah kebutuhan sangat penting dalam rumah tangga kalangan masyarakat tertentu.
42
Gambar 2.16 Water Heater 2.9.1 Perbedaan Alat Pemanas Air (Water Heater) Sebentar lagi musim hujan datang, dan biasanya membuat udara dan air menjadi dingin. Bagi sebagian orang terutama paruh baya, musim hujan menjadi masalah karena udara dan air yang dingin dapat membuat rematiknya kambuh. Namun sekarang banyak alat pemanas air yang bervariasi sehingga air dingin saat musim hujan tiba tidak perlu lagi dirasakan. Bagi Anda yang sedang merencanakan membeli water heater, jangan terburuburu memutuskan apa yang akan dibeli. Water heater terdapat 3 jenis. Perbedaan tersebut dilihat dari cara memanaskan airnya. a. Water heater listrik. Pemanas air jenis ini memiliki resiko bahaya lebih besar daripada jenis lainnya, karena jika salah cara pemasangannya, dapat menyetrum si pengguna. Namun untuk menghindarkan kesetrum, bisa dipasang anti kontak pada water heater. Untuk menghemat listrik, water heater dipasang Sakelar. Nyalakan water heater 15 menit sebelum digunakan, dan matikan setelah selesai digunakan. Pilihlah type dan jenis kapasitas water heater sesuai kebutuhan. b. Water heater gas
43
Gambar 2.17 Water heater gas Jenis water heater ini lebih hemat digunakan, karena air panas yang dialirkan dapat digunakan secara terus menerus (dapat digunakan 5 orang mandi langsung bergantian). Namun memerlukan penempatan alat water heater dan tabung gas ditempat yang terbuka (udara langsung), sehingga apabila ada kebocoran gas tidak berada didalam ruangan dan mengurangi bahaya menghirup gas.
c. Water heater solar cell
Gambar 2.18 Water heater solar cell Yaitu alat pemanas air menggunakan energi panas matahari, panas matahari disimpan oleh solar cell yang kemudian digunakan untuk memanaskan air, dan dipasang diatap rumah. Memang dibandingkan kedua jenis water heater diatas, water heater solar cell paling aman. Namun kekurangannya, jika cuaca mendung dan tidak ada matahari, air tidak menjadi panas. Untuk mengatasi hal tersebut, ada produsen water heater yang mendesain secara otomatis menggunakan listrik 1000 watt untuk memanaskan airnya. Harganya pun relatif lebih mahal dibandingkan water heater listrik dan gas. Agar pemakaian listrik tidak terlalu boros, sebaiknya termostat water heater diatur tidak terlalu panas, jadi water heater tidak menyala terus menerus. Gunakan sakelar untuk instalasi listriknya, sehingga pada saat cuaca mendung dan water heater akan digunakan, baru kita nyalakan 15 menit
44
sebelum digunakan. Dari segi pemeliharaan dan biaya operasional untuk jangka panjang Water heater Solar Cell lebih murah Dari ketiga tipe alat pemanas air atau water heater diatas, sebelum anda memutuskan untuk memasang atau membeli yang mana untuk kebutuhan rumah tangga anda, maka alangkah baiknya untuk memperhatikan beberapa hal dibawah ini:
Kebutuhan listrik yang akan digunakan untuk mengoperasikan water heater atau pemanas air secara optimal untuk kebutuhan rumah tangga anda.
Seberapa rumit instalasi pemasangan bisa dilakukan. Anda perlu mengetahui perlu membongkar bagian tertentu dari rumah untuk kegiatan ini dan apakah sarana pendukungnya cukup kuat (bila dipasang di genting, maka tentu akan menambah beban berat ke struktur bangunan rumah)
Tempat yang digunakan untuk menyimpan tangki bilamana ada tanki yang harus digunakan.
Tingkat panas optimum yang bisa dihasilkan dan keinginan anda.
2.9.2 Pembanding Penggunaan Mesin Pemanas Air Selain dari perbedaan diatas,untuk anggaran yang akan di keluarkan agar dapat membeli pemanas air juga tidak murah,apalagi kita tau bahwasannya ekonomi di Indonesia tidak stabil yang mana untuk penikmat alat pemanas air ini hanya lah golongan menengah ke atas,karna daya yang di konsumsi pemanas air ini juga tidak sedikit.berikut data-data dilapangan pemanas air berdasarkan
45
jenis,tipe ,kapasitas tangki yang dapat di tampung air,suhu dan harganya.agar bisa menjadi pembanding serta selektif dalam membeli pemanas air. Table 2.1 Tipe dan Harga Pemanas Air No
Tipe
Kapasitas
Suhu
Harga
1
ARISTON STAR 30
30 liter
75º C
Rp 1.930.000
2
ARISTON PRO-R 80 V
80 liter
75º C
Rp 2.440.000
3
ARISTON PRO-R100 V
100 liter
75º C
Rp 2.730.000
4
GAIN BOROUGH GH-12T
12 liter
75º C
Rp 1.230.000
5
GAIN BOROUGH GH-20T
20 liter
75º C
Rp 1.430.000
6
GAIN BOROUGH GH-30T
30 liter
75º C
Rp 1.730.000
7
MODENA ES-30 QUANDRA
30 liter
75º C
Rp 1.580.000
8
MODENA ES-80 QUANDRA
80 liter
75º C
Rp 1.880. 000
9
MODENA ES-100 QUAN
100 liter
75º C
Rp 2.080.000
10
RINNAI REH-30 V
30 liter
75º C
Rp 1.440.000
11
RINNAI REH - 80 V
80 liter
75º C
Rp 2.150.000
12
RINNAI REH - 100 H
100 liter
75º C
Rp 2.330.000
No
WATER HEATER GAS
1
GAINSBOROUGH GGH-590D
5 liter
75º C
Rp 830.000
2
GAINSBOROUGH GGH-
6 liter
65ºC
Rp 1.060.000
6 liter
65ºC
Rp 940.000
698DS 3
MODENA GI-6
46
No Tipe
Kapasitas
Suhu
Harga
4
MODENA GI-10S
6 liter
65ºC
Rp 1.680.000
5
PALOMA PH-5RFE
5 liter
65ºC
Rp 1.950.000
6
PALOMA PH-5RX
5 liter
65ºC
Rp 1.980.000
7
RINNAI REU-55RTB
5 Liter
65ºC
Rp 2.260.000
8
WASSER WH-508E
5 Liter
65ºC
Rp 1.540.000
