Cold Storage & Climate Chamber

_________________Customized Unit, Repair, and Maintenance_______________

Simple Dehumidifying Machine

Leave a comment

Dehumidifier

Advertisements


Leave a comment

Refrigerant Tunggal dan Campuran (Single Substance & Mixture Refrigerant)

Refrigerant
Refrigerant adalah fluida yang digunakan sebagai media transfer perpindahan kalor dari ruang yang dikondisikan ke luar dari ruangan tersebut atau sebaliknya.

Terdapat 2 kelompok refrigerant jika dilihat dari komposisinya:

  1.  Refrigerant dengan titik saturasi temperatur tunggal (single substance refrigerant) yaitu refrigerant yang hanya terdiri dari molekul yang similar.
  2. Refrigerant dengan beberapa titik saturasi temperatur (mixture refrigerant) yaitu refrigerant yang terdiri dari beberapa molekul yang berbeda. Refrigerant jenis ini merupakan campuran dari beberapa refrigerant tunggal. Sehingga dari pencampuran dengan komposisi tertentu ini terbentuk jenis refrigerant lainnya yang memiliki properties yang berbeda dengan refrigerant penyusunnya.

 

Apa perbedaan dari kedua kelompok refrigerant ini?
Refrigerant tunggal memiliki satu titik saturasi temperatur, sehingga selain dari perbedaan properties dengan refrigerant penyusunnya, refrigerant campuran ini memiliki beberapa titik saturasi temperatur.

Apa pengaruh saturasi temperatur dalam sistem pendingin?
Saturasi temperatur akan mempengaruhi performa mesin pendingin, yaitu saat proses penguapan refrigerant (evaporasi) di Evaporator dan proses pengembunan (kondensasi) di Kondenser.

Apa yang dimaksud dengan saturasi temperatur?
Saturasi temperatur adalah titik dimana pada kondisi temperatur tersebut, suatu fluida (atau refrigerant dalam pembahasan ini) akan berubah wujudnya dari cair menjadi gas atau dari gas menjadi cair tergantung dari aliran kalornya. Apakah refrigerant tersebut menerima kalor atau melepaskan kalor?.

Jika dalam kondisi saturasi tersebut, refrigerant menerima kalor (seperti yang terjadi di Evaporator). Maka refrigerant akan berubah wujud menjadi bentuk gas/uap. Begitu juga sebaliknya jika refrigerant tersebut melepaskan kalor (seperti yang terjadi di Kondenser). Maka refrigerant akan berubah wujud menjadi cair.

Apa yang mempengaruhi titik saturasi temperatur?
Tekanan akan mempengaruhi titik saturasi temperatur. Kenaikan tekanan sebanding dengan kenaikan saturasi temperaturnya.

Bisa diberikan contohnya, biar lebih jelas?
Air, dalam sistem HVACR lebih dikenal sebagai R-718. Pada umumnya anda akan mengenal atau dijelaskan di sekolah bahwa air akan mendidih pada temperatur 100°C. Tidak salah, tetapi harus diperjelas lagi dengan tekanan yang bekerja pada air tersebut. Air akan mendidih pada temperatur 100°C apabila tekanannya 1 atmosfir. Jika air bertemperatur 100°C dan bertekanan 1 atm tersebut dipanaskan maka wujudnya akan berubah menjadi gas/uap (Air ber-evaporasi, berubah wujud dari bentuk cair menjadi gas). Tetapi jika didinginkan, maka air tersebut akan berubah menjadi cair (air ber-kondensasi atau berubah wujud dari gas menjadi cair). Jadi, 1oo°C adalah titik saturasi temperatur air pada tekanan 1 atm. Titik saturasi dalah masa transisi diantara cair dan gas. Kalor yang digunakan dalam proses perubahan wujud ini (baik cair menjadi gas atau sebaliknya) disebut kalor LATENT.

Apa kalor latent itu?
Kalor latent adalah kalor yang digunakan untuk proses perubahan wujud suatu zat/fluida tanpa merubah temperaturnya. Jadi perubahan wujud ini berlangsung pada temperatur yang konstan.

Apa hubungannya saturasi temperatur dengan refrigerant dengan komposisi tunggal dan refrigerant campuran?
Refrigerant dengan komposisi tunggal memiliki satu titik saturasi, sedangkan refrigerant campuran memiliki lebih dari 2 titik temperatur saturasi (tergantung berapa banyak refrigerant tunggal yang dicampurkan).

Bagaimana bisa terjadi perbedaan temperatur saturasi dalam satu jenis refrigerant campuran, misalnya R-404A?
Refrigerant R-404A tersusun dari tiga jenis refrigerant tunggal yaitu: R-125 (44%) + R-143a (52%) + R-134a (4%). Setiap refrigerant penyusun R-404A tersebut memiliki titik saturasi yang berbeda. Pada tekanan 1 atm, titik didihnya adalah: R-125 = -48.45 °C R-143a = -47.6 °C R-134a = -26.3 °C.  Jika kalor ditambahkan pada refrigerant R-404A maka R-125 lebih dulu mendidih dan kemudian menguap diiringi oleh R-143a dan terakhir R-134a. Sebaliknya jika refrigerant tersebut melepaskan kalor, maka R-134a akan lebih dulu mencair.

Pada kondisi seperti apa refrigerant campuran (mixture refrigerant) tersebut bercampur dengan baik, sehingga komposisinya stabil?
Dalam bentuk cairan, ketiga jenis refrigerant tersebut akan bercampur dengan baik, sehingga komposisinya akan tetap terjaga.

Refrigerant apa saja yang termasuk dalam kelompok refrigerant tunggal (single substance)?
Berikut adalah beberapa jenis refrigerant yang termasuk kategori refrigerant dengan titik saturasi temperatur tunggal: R-11, R-113, R-114, R-12, R-123, R-134a, R-143a, R-14, R-152, R-21, R-22, R-23, R-C318, R-1150, R-1270, R-170, R-290, R-50, R-600, R-600a, R-717, R-718, R-728, R-732, R-740, R-744, R-32, R-1234yf, dll.

Refrigerant apa saja yang termasuk dalam kelompok refrigerant campuran (mixture refrigerant)?
Berikut adalah beberapa jenis refrigerant yang termasuk kategori refrigerant campuran: R-401A, R-401B, R-401C, R-402A, R-402B, R-404A, R-406A, R-407A, R-407B, R-407C, R-408A, R-409A, R-410A, R-410B, R-500, R-502, R-507, R-508A, R-729, dll.

Bagaimana teknis pengisian refrigerant ke sistem pendingin?
Pada dasarnya pengisian refrigerant ke sistem pendingin dilakukan dari daerah liquid line, yaitu daerah diantara kondenser dan inlet expansi. Dalam keadaan sistem dimatikan/off, refrigerant (baik single substance atau mixture) dimasukkan ke sistem dalam bentuk cair dan ditimbang sesuai dengan kebutuhannya (lihat di name plate dan aturan penambahan refrigerant sesuai rekomendasi manufaktur).

Bukankah pengisian refrigerant ke sistem bisa dilakukan dalam bentuk gas dari daerah suction?
Untuk unit-unit berkapasitas besar tidak disarankan pengisian dari suction line karena saat proses pengisian yang lambat bisa merusak Kompresor (motor mengalami overheating atau kompresor kekurangan pelumas karena tekanan pelumas menjadi sangat rendah), terutama untuk jenis Kompresor Hermetic dan Semi-Hermetic. Sedangkan untuk unit berkapasitas kecil dibawah 3hp masih bisa dilakukan pengisian dari suction line dalam bentuk gas (walaupun rekomendasi pengisiannya tetap dari liquid line dalam bentuk cairan).

Apa yang membedakan teknis pengisian refrigerant tunggal dengan campuran?
Dalam hal pengisian ataupun penambahan, refrigerant single substance tidak terlalu bermasalah dengan masuknya refrigerant dalam bentuk cair atau gas. Yang penting diperhatikan hanya dimana harus mengisi refrigerant cairan dan dimana harus mengisi refrigerant dalam bentuk gas. Berbeda dengan refrigerant campuran, baik pengisian ataupun penambahannya harus dilakukan dalam bentuk cair agar komposisi refrigerant campuran tersebut tidak berubah. Penambahan refrigerant campuran dalam bentuk cair harus dilakukan hati-hati dari sisi suction line, jika tidak, proses penambahan refrigerant bisa merusak ke Kompresor.

Bagaimana jika pengisian refrigerant campuran tersebut dilakukan dalam bentuk gas?
Sebagai contoh R-404A merupakan campuran dari R-125 (44%) + R-143a (52%) + R-134a (4%). Ketiga jenis refrigerant tersebut memiliki titik saturasi yang berbeda-beda. Pada tekanan atmosfir, titik didihnya adalah: R-125 = -48.45 °C R-143a = -47.6 °C R-134a = -26.3 °C. Dalam bentuk cairan ketiga jenis refrigerant penyusun R-404A bercampur dengan sempurna. Sehingga komposisi refrigerant tidak berubah ketika keluar dalam bentuk cairan. Tetapi kalau refrigerant keluar dalam bentuk gas, refrigerant yg memiliki titik saturasi yang paling rendah akan keluar terlebih dahulu, kemudian diakhiri dengan refrigerant yang memiliki titik didih tertinggi, dalam kasus R-404A, refrigerant R-125 akan keluar terlebih dahulu, diikuti R-143a kemudian R-134a, dengan demikian komposisi refrigerant akan berubah. Dalam sistem yang diisi R-404A dalam bentuk gas, komposisi R-125 akan lebih besar (lebih dari 44%) dan dalam tabung yang tersisa, komposisi R-134a akan lebih besar (lebih dari 4%). Akibatnya temperature-pressure relationship-nya ataupun thermal properties-nya akan berubah. Hal ini mengakibatkan turunnya performa mesin pendingin. Selain itu kita juga akan mengalami kesulitan untuk menentukan titik kerja/ tekanan kerja pada sistem yang bersangkutan, dikarenakan terjadi pergeseran hubungan antara temperatur dan tekanannya.

Apakah saat pengisian, agar refrigerant cair yang keluar harus dengan cara membalik posisi tabung?
Perhatikan dalam tabung refrigerant, biasanya terdapat anak panah tertulis “THIS END UP FOR GAS” maksudnya jika bagian yang ditandai arah anak panah tersebut berada diposisi atas maka refrigerant yang keluar dalam bentuk gas. Dan pada arah yang berlawanan tertulis “THIS END UP FOR LIQUID” maksudnya jika bagian yang ditandai arah anak panah tersebut berada diposisi atas maka refrigerant yang keluar dalam bentuk cairan.
Jika tabung yang tidak menggunakan dip stick (pipa penghubung valve dengan dasar tabung), maka tabung harus dibalik untuk mengeluarkan refrigerant dalam bentuk cair. Sedangkan yang dilengkapi dengan dip stick, maka tabung tidak perlu dibalik.
Jadi selalu perhatikan marking yang ada di tabung tersebut.

Bagaimana jika terjadi kebocoran dalam sistem yang menggunakan refrigerant campuran? Bukankah akan terjadi perubahan komposisi karena ada perbedaan temperatur saturasi?
Jika terjadi kebocoran di daerah liquid, maka setelah perbaikan (jika refrigerant yang tersisa bisa diisolasi selama perbaikan) maka tinggal menambahkan kekurangan refrigerant-nya dalam bentuk liquid, karena jika terjadi bocor di daerah liquid tidak akan merubah komposisi refrigerant.
Jika terjadi kebocoran di daerah evaporator / gas line maka sebaiknya refrigerant yang tersisa di recovery dan diganti dengan yang baru, karena jika terjadi kebocoran di daerah ini komposisi refrigerant akan berubah, refrigerant yang memiliki boiling point lebih rendah akan keluar lebih dulu di area yang bocor tersebut.


2 Comments

Cold Storage Piping

Piping Cold Storage

Gambar diatas adalah salah satu contoh pemipaan sistem refrigerasi di sebuah Cold Storage

Terdapat 4 (empat) komponen utama, yaitu:

  1. Evaporator (evaporator)
  2. Compressor (kompresor)
  3. Condenser (kondenser)
  4. Expansion Device (katup ekspansi) dalam gambar diatas menggunakan TXV

 

Dan juga dilengkapi dengan beberapa komponen aksesoris, seperti:

  1. Receiver
  2. Filter Drier
  3. Moisture Indicator
  4. Solenoid Valve
  5. Shut-off Valve
  6. Pressure Gauge (LPG dan HPG)
  7. Pressure Control (DPC)

Apa fungsi masing-masing komponen? Bagaimana cara kerja sistem refrigerasinya? Bagaimana rangkaian kelistikan/pengontrolnya? (berhubung mau kerja dulu, penjelasannya menyusul ya)

 


Leave a comment

Pressure Ventilator

Square Pressure Ventilator

Apabila pintu ruang terbuka dan temperatur ruangnya sama dengan temperatur atmosfir kondisi tekanan udara di dalam ruang yang dikondisikan dengan tekanan udara atmosfir akan sama. Ketika pintu ditutup dan mesin pendingin mulai dihidupkan, maka temperatur ruang berangsur-angsur akan turun. Seiring dengan penurunan temperatur ruang maka akan terjadi penyusutan volume udara dalam ruang yang dikondisikan sehingga tekanannya akan turun. Akibatnya jika ruang yang dikondisikan tidak dilengkapi dengan Pressure Ventilator maka tekanan udara luar yang lebih tinggi akan mendorong panel body cold storage sehingga body (sandwich panel) menjadi cekung (melengkung ke bagian dalam). Hal ini juga bisa membuat pintu menjadi sulit untuk dibuka. Pintu menjadi sangat susah ditarik karena pintu juga tertahan oleh tekanan udara atmosfir yang lebih tinggi/tertarik dari bagian dalam yang bertekanan lebih rendah. Semakin rendah temperatur, semakin sulit pintu dibuka karena semakin besar perbedaan tekanan udara antara dalam ruang dengan atmosfir.

Kondisi tekanan dalam ruang juga bisa lebih tinggi dari kondisi tekanan udara di luar. Hal ini terjadi saat proses defrost (terutama jika sebelumnya pintu dibuka saat temperatur ruang sudah rendah). Saat defrost maka volume udara dalam ruang akan mengembang. Udara yang mengembang ini akan menekan body Cold Storage sehingga body menjadi cembung (melengkung ke bagian luar).

Selain itu, saat menutup pintu juga akan terjadi kesulitan karena ketika pintu ditutup, sebagian udara dari luar akan ikut masuk sehingga ketika pintu ditutup, tekanan udara dalam ruang akan menjadi lebih besar sehingga pintu akan terbuka kembali karena dorongan tekanan dari dalam ruang.

Pressure Ventilator:

Pressure Ventilator berfungsi untuk menjaga keseimbangan tekanan udara di dalam ruang yang dikondisikan dengan tekanan udara di luar ruangan (atmosfir).

Saat tekanan dalam ruangan turun maka katup negative pressure valve akan terbuka sehingga udara dari luar ruang akan masuk untuk menyeimbangkan tekanan.

Saat tekanan dalam ruangan naik maka katup positive pressure valve akan terbuka sehingga udara dari dalam ruang akan keluar untuk menyeimbangkan tekanan.

Saat pintu dibuka, tekanan dalam ruangan akan turun karena volume ruangan menjadi lebih besar saat pintu mulai bergerak. Penurunan tekanan ruang ini menyebabkan terbukanya katup negative pressure valve sehingga tekanan menjadi seimbang lagi dan pintu menjadi mudah untuk dibuka.

Saat pintu ditutup, tekanan dalam ruangan akan naik karena volume ruangan menjadi lebih kecil saat pintu mulai bergerak menutup. Kenaikan tekanan ruang ini menyebabkan terbukanya katup positive pressure valve sehingga sebagian udara akan dibuang keluar dan tekanan menjadi seimbang lagi, maka pintu menjadi mudah untuk ditutup.

Untuk aplikasi temperatur ruang positif, pressure ventilator tidak dilengkapi dengan heater sedangkan untuk aplikasi temperatur ruang yang negatif, maka harus menggunakan pressure ventilator yang dilengkapi dengan heater. Tujuannya untuk menjaga agar temperatur sekitar valve pressure ventilator tetap tinggi sehingga bisa menghindari valve menjadi macet (stuck) karena ada pembekuan uap air di valve tersebut.

Negative Pressure

Positive Pressure

Ventilator Installation


Leave a comment

Temperature – Humidity Controller

Image

Gambar diatas adalah salah satu alat yang bisa difungsikan untuk mengontrol kerja sistem pendingin (cooler), pemanas (heater), dan penambah uap air (humidifier) secara random untuk mencapai target temperatur dan kelembaban yang diinginkan.

Kontroler tersebut bekerja mengatur 8 proses perlakuan pada udara, yaitu:

  1. Proses Heating: proses ini berfungsi menaikkan temperatur (dry bulb) udara tanpa mengurangi kandungan uap air. Jadi proses ini berlangsung pada kondisi moisture content yang konstan sehingga titik embun (dew point) juga berada dalam kondisi konstan. Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak dari kiri horizontal ke kanan (ke arah Timur). Beberapa kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: naiknya enthalpy, naiknya temperatur (wet bulb), turunnya densitas udara karena terjadi kenaikan spesific volume, dan turunnya kelembaban relatif udara.
  2. Proses Cooling: proses ini berfungsi menurunkan temperatur (dry bulb) udara tanpa mengurangi kandungan uap air. Jadi proses ini berlangsung pada kondisi moisture content yang konstan sehingga titik embun (dew point) juga berada dalam kondisi konstan. Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak dari kanan horizontal ke kiri (ke arah Barat). Beberapa kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: turunnya enthalpy, turunnya temperatur (wet bulb), naiknya densitas udara karena terjadi penurunan spesific volume, dan naiknya kelembaban relatif udara.
  3. Proses Humidifying: proses ini berfungsi menambahkan kandungan uap air ke udara tanpa merubah temperatur (dry bulb). Jadi proses ini berlangsung pada kondisi temperatur (dry bulb) yang konstan. Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak dari bawah vertikal ke atas (ke arah Utara). Beberapa kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: naiknya enthalpy, naiknya temperatur (wet bulb), naiknya titik embun (dew point), turunnya densitas udara karena terjadi kenaikan spesific volume, dan naiknya kelembaban relatif udara.
  4. Proses De-humidifying: proses ini berfungsi menurunkan kandungan uap air di udara tanpa merubah temperatur (dry bulb). Jadi proses ini berlangsung pada kondisi temperatur (dry bulb) yang konstan. Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak dari atas vertikal ke bawah (ke arah Selatan). Beberapa kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: turunnya enthalpy, turunnya temperatur (wet bulb), turunnya titik embun (dew point), naiknya densitas udara karena terjadi penurunan spesific volume, dan turunnya kelembaban relatif udara.
  5. Proses Heating & Humidifying: proses ini berfungsi menaikkan temperatur (dry bulb) dan menaikkan kandungan uap air di udara. Jadi pada proses ini menyebabkan semua properties udara mengalami perubahan. Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak menuju arah kanan atas (ke arah Timur Laut). Kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: naiknya enthalpy, naiknya temperatur (wet bulb), naiknya titik embun (dew point), turunnya densitas udara karena terjadi kenaikan spesific volume, dan bisa terjadi kenaikan atau penurunan kelembaban relatif udara (tergantung proses heating & humidifying yang diinginkan). Jadi dalam proses ini penambahan uap air bukan berarti akan menaikkan relative humidity-nya.
  6. Proses Heating & De-humidifying: proses ini berfungsi menaikkan temperatur (dry bulb) dan menurunkan kandungan uap air di udara. Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak menuju arah kanan bawah (ke arah Tenggara). Kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: turun atau naiknya enthalpy atau bisa juga terjadi dalam kondisi enthalpy yang konstan, turun atau naiknya temperatur (wet bulb) atau bisa juga terjadi dalam kondisi temperatur wet bulb yang konstan, turunnya titik embun (dew point), turun atau naiknya densitas udara, turun atau naiknya spesific volume, dan turunnya kelembaban relatif udara.
  7. Proses Cooling & Humidifying: proses ini berfungsi menurunkan temperatur (dry bulb) dan menaikkan kandungan uap air di udara. Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak menuju arah kiri atas (ke arah Barat Laut). Kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: naik atau turunnya enthalpy atau bisa juga terjadi dalam enthalpy yang konstan, naik atau turunnya temperatur (wet bulb) atau bisa juga terjadi dalam kondisi wet bulb yang konstan, naiknya titik embun (dew point), naik atau turunnya densitas udara atau bisa juga terjadi dalam kondisi densitas yang konstan, naik atau turunnya specific volume atau bisa juga terjadi dalam kondisi specific volume yang konstan, dan kenaikan kelembaban relatif udara.
  8. Proses Cooling & De-humidifying: proses ini berfungsi menurunkan temperatur (dry bulb) dan menurunkan kandungan uap air di udara. Jadi pada proses ini menyebabkan semua properties udara mengalami perubahan. Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak menuju arah kiri bawah (ke arah Barat Daya). Kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: turunnya enthalpy, turunnya temperatur (wet bulb), turunnya titik embun (dew point),naiknya densitas udara, turunnya spesific volume, dan bisa terjadi kenaikan atau penurunan kelembaban relatif udara (tergantung proses cooling & de-humidifying yang diinginkan).

Psychrometric Chart 1

Psychrometric Chart


2 Comments >

Cool Storage (Chiller) khususnya untuk menyimpan produk seperti sayuran dan buah-buahan selain mengkondisikan temperatur agar sesuai dengan kebutuhan produk dan harus juga diperhatikan kelembaban dalam ruangan tersebut. Maka kedua parameter tersebut menjadi sangat penting untuk menjaga agar produk menjadi tahan lama disimpan dalam Cool Storage.

Mengapa temperatur dan kelembaban dalam ruang Cool Storage tersebut harus dikontrol?

Pengontrolan temperatur berfungsi untuk menekan perkembangan bakteri dan menekan laju respirasi sehingga bisa memperlambat proses pembusukan produk.

Pengontrolan kelembaban berfungsi untuk menghindari produk mengalami dehidrasi atau juga menghindari pembusukan produk karena terlalu banyak mengandung uap air.

Selain itu, untuk menekan laju respirasi tetapi tidak membuat produk menjadi mati, maka proses pengontrolan kadar O2 dan CO2 yang sesuai dengan jenis produk menjadi sangat penting jika produk akan disimpan dalam waktu yang lama. Pengkondisian ini membuat menurunnya proses metabolisme produk tanpa terjadi perubahan-perubahan kimia.