Dasar Sistem Refrigerasi

Pendahuluan

Air Conditioning (AC) atau alat pengkondisi udara merupakan modifikasi pengembangan dari teknologi mesin pendingin. Alat ini dipakai bertujuan untuk memberikan udara yang sejuk dan menyediakan uap air yang dibutuhkan bagi tubuh. Penggunaan AC ini sering ditemui di daerah tropis yang terkenal dengan musim panas. Suhu udara pada saat musim panas yang sedemikian tinggi dapat mengakibatkan dehidrasi cairan tubuh yang dapat mengakibatkan kematian.
Selain itu, AC dimanfaatkan sebagai pemberi kenyamanan. Di lingkungan tempat kerja AC juga dimanfaatkan sebagai salah satu cara dalam upaya peningkatan produktivitas kerja. Karena dalam beberapa hal manusia membutuhkan lingkungan udara yang nyaman untuk dapat bekerja secara optimal. Tingkat kenyamanan suatu ruang juga ditentukan oleh temperatur, kelembapan, sirkulasi dan tingkat kebersihan udara.

Prinsip Kerja Pendingin

Dibagian ruang luar digunakan untuk melepaskan panas ke udara sekitar. Secara umum gambaran mengenai prinsip kerja AC adalah:
· Penyerapan panas oleh evaporator
· Pemompaan panas oleh kompresor
· Pelepasan panas oleh kondensor

Prinsip kerjan AC tidak berbeda jauh dengan prinsip pada Kulkas, hanya saja pada AC pemindahan panas diperlukan energi tambahan yang ekstra besar karena yang udara didinginkan skalanya lebih besar dan banyak.
Di dalam mesin Air Conditioner (AC) bentuk refrigeran berubah-ubah bentuk dari bentuk gas ke bentuk cairan. Pada kompresor refrigeran masih berupa uap, tekanan dan panasnya dinaikkan dengan cara dimampatkan oleh piston dalam silinder kompresor. Kemudian uap panas tersebut didinginkan pada saluran pipa kondensor agar menjadi cairan. Pada saluran pipa kondenser diberi kipas untuk mempercepat proses pendinginan. Proses pelapasan panas ini disebut teknik pengembunan. Selanjutnya cairan refrigeran dimasukkan ke dalam evaporator dan dikurangi tekanannya sehingga menguap dan menyerap panas udara sekitar. Di dalam AC bagian dalam ruangan, udara dingin disebarkan menggunakan kipas blower. Dalam bentuk uap (gas) refrigeran dihisap lagi oloeh kompresor. Demikian proses tersebut berulang terus sampai gas habis terpakai dan harus diisi kembali.

Gambar 1. Diagram alur AC

Gambar 2. Diagram aliran refrigeran

Siklus Aliran Refrigeran

Mesin pendingin udara ruangan (Air Conditioner/AC) adalah alat yang menghasilkan dingin dengan cara menyerap udara panas sekitar ruangan. Proses udara menjadi dingin adalah akibat dari adanya pemindahan panas.
Sedangkan bahan yang digunakan sebagai bahan pendingin dalam mesin pendingin disebut refrigeran.

Di dalam Air Conditioner dibagi menjadi 2 ruang. Ruang dalam dan ruang luar. Dibagian ruang dalam udaranya dingin karena adanya proses pendnginan.

Siklus Aliran Udara

Dibagian ruang dalam yang udara di sekitarnya panas akan digantikan oleh udara yang telah didinginkan melalui kipas blower. Udara panas akan terserap masuk ke dalam kipas blower dan didinginkan didalam ruang kipas blower.

Gambar 3. Siklus aliran udara AC

Di bagian luar ruangan terdapat kondesor yang melepas panas refrigeran setelah proses pemampatan kompresor. Untuk mempercepat proses pelepasan panas maka ditambahkan kipas.

Rangkuman
Dengan mempelajari alur refrigerasi pada AC peserta diklat mampu memahami prinsip kerja sebuah AC. Selain itu dengan mempelajari alur udaranya juga peserta diklat dapat memahami proses terjadinya pendinginan pada udara lingkungan oleh AC.

Pembangkit Listrik Tenaga Uap

Siklus PLTU Pembangkit Listrik Tenaga Uap

Sebuah pembangkit listrik jika dilihat dari bahan baku untuk memproduksinya, maka Pembangkit Listrik Tenaga Uap bisa dikatakan pembangkit yang berbahan baku Air. Kenapa tidak UAP? Uap disini hanya sebagai tenaga pemutar turbin, sementara untuk menghasilkan uap dalam jumlah tertentu diperlukan air. Menariknya didalam PLTU terdapat proses yang terus menerus berlangsung dan berulang-ulang. Prosesnya antara air menjadi uap kemudian uap kembali menjadi air dan seterusnya. Proses inilah yang dimaksud dengan Siklus PLTU.

Air yang digunakan dalam siklus PLTU ini disebut Air Demin (Demineralized), yakni air yang mempunyai kadar conductivity (kemampuan untuk menghantarkan listrik) sebesar 0.2 us (mikro siemen). Sebagai perbandingan air mineral yang kita minum sehari-hari mempunyai kadar conductivity sekitar 100 – 200 us. Untuk mendapatkan air demin ini, setiap unit PLTU biasanya dilengkapi dengan Desalination Plant dan Demineralization Plant yang berfungsi untuk memproduksi air demin ini.

Secara sederhana bagaimana siklus PLTU itu bisa dilihat ketika proses memasak air. Mula-mula air ditampung dalam tempat memasak dan kemudian diberi panas dari sumbu api yang menyala dibawahnya. Akibat pembakaran menimbulkan air terus mengalami kenaikan suhu sampai pada batas titik didihnya. Karena pembakaran terus berlanjut maka air yang dimasak melampaui titik didihnya sampai timbul uap panas. Uap ini lah yang digunakan untuk memutar turbin dan generator yang nantinya akan menghasilkan energi listrik.

Secara sederhana, siklus PLTU digambarkan sebagai berikut :

Siklus PLTU

1. Pertama-tama air demin ini berada disebuah tempat bernama Hotwell.
2. Dari Hotwell, air mengalir menuju Condensate Pump untuk kemudian dipompakan menuju LP Heater (Low Pressure Heater) yang pungsinya untuk menghangatkan tahap pertama. Lokasi hotwell dan condensate pump terletak di lantai paling dasar dari pembangkit atau biasa disebut Ground Floor. Selanjutnya air mengalir masuk ke Deaerator.
3. Di dearator air akan mengalami proses pelepasan ion-ion mineral yang masih tersisa di air dan tidak diperlukan seperti Oksigen dan lainnya. Bisa pula dikatakan deaerator memiliki pungsi untuk menghilangkan buble/balon yang biasa terdapat pada permukaan air. Agar proses pelepasan ini berlangsung sempurna, suhu air harus memenuhi suhu yang disyaratkan. Oleh karena itulah selama perjalanan menuju Dearator, air mengalamai beberapa proses pemanasan oleh peralatan yang disebut LP Heater. Letak dearator berada di lantai atas (tetapi bukan yang paling atas). Sebagai ilustrasi di PLTU Muara Karang unit 4, dearator terletak di lantai 5 dari 7 lantai yang ada.
4. Dari dearator, air turun kembali ke Ground Floor. Sesampainya di Ground Floor, air langsung dipompakan oleh Boiler Feed Pump/BFP (Pompa air pengisi) menuju Boiler atau tempat “memasak” air. Bisa dibayangkan Boiler ini seperti drum, tetapi drum berukuran raksasa. Air yang dipompakan ini adalah air yang bertekanan tinggi, karena itu syarat agar uap yang dihasilkan juga bertekanan tinggi. Karena itulah konstruksi PLTU membuat dearator berada di lantai atas dan BFP berada di lantai dasar. Karena dengan meluncurnya air dari ketinggian membuat air menjadi bertekanan tinggi.
5. Sebelum masuk ke Boiler untuk “direbus”, lagi-lagi air mengalami beberapa proses pemanasan di HP Heater (High Pressure Heater). Setelah itu barulah air masuk boiler yang letaknya berada dilantai atas.
6. Didalam Boiler inilah terjadi proses memasak air untuk menghasilkan uap. Proses ini memerlukan api yang pada umumnya menggunakan batubara sebagai bahan dasar pembakaran dengan dibantu oleh udara dari FD Fan (Force Draft Fan) dan pelumas yang berasal dari Fuel Oil tank.
7. Bahan bakar dipompakan kedalam boiler melalui Fuel oil Pump. Bahan bakar PLTU bermacam-macam. Ada yang menggunakan minyak, minyak dan gas atau istilahnya dual firing dan batubara.
8. Sedangkan udara diproduksi oleh Force Draft Fan (FD Fan). FD Fan mengambil udara luar untuk membantu proses pembakaran di boiler. Dalam perjalananya menuju boiler, udara tersebut dinaikkan suhunya oleh air heater (pemanas udara) agar proses pembakaran bisa terjadi di boiler.
9. Kembali ke siklus air. Setelah terjadi pembakaran, air mulai berubah wujud menjadi uap. Namun uap hasil pembakaran ini belum layak untuk memutar turbin, karena masih berupa uap jenuh atau uap yang masih mengandung kadar air. Kadar air ini berbahaya bagi turbin, karena dengan putaran hingga 3000 rpm, setitik air sanggup untuk membuat sudu-sudu turbin menjadi terkikis.
10. Untuk menghilangkan kadar air itu, uap jenuh tersebut di keringkan di super heater sehingga uap yang dihasilkan menjadi uap kering. Uap kering ini yang digunakan untuk memutar turbin.
11. Ketika Turbin berhasil berputar berputar maka secara otomastis generator akan berputar, karena antara turbin dan generator berada pada satu poros. Generator inilah yang menghasilkan energi listrik.
12. Pada generator terdapat medan magnet raksasa. Perputaran generator menghasilkan beda potensial pada magnet tersebut. Beda potensial inilah cikal bakal energi listrik.
13. Energi listrik itu dikirimkan ke trafo untuk dirubah tegangannya dan kemudian disalurkan melalui saluran transmisi PLN.
14. Uap kering yang digunakan untuk memutar turbin akan turun kembali ke lantai dasar. Uap tersebut mengalami proses kondensasi didalam kondensor sehingga pada akhirnya berubah wujud kembali menjadi air dan masuk kedalam hotwell.

Siklus PLTU ini adalah siklus tertutup (close cycle) yang idealnya tidak memerlukan lagi air jika memang kondisinya sudah mencukupi. Tetapi kenyataannya masih diperlukan banyak air penambah setiap hari. Hal ini mengindikasikan banyak sekali kebocoran di pipa-pipa saluran air maupun uap di dalam sebuah PLTU.

Untuk menjaga siklus tetap berjalan, maka untuk menutupi kekurangan air dalam siklus akibat kebocoran, hotwell selalu ditambah air sesuai kebutuhannya dari air yang berasal dari demineralized tank.

Berikut adalah gambaran siklus PLTU secara lengkap. (Klik pada gambar untuk memperjelas).

Siklus PLTU Lengkap

PLTGU merupakan suatu instalasi peralatan yang berfungsi untuk mengubah energi panas (hasil pembakaran bahan bakar dan udara) menjadi energi listrik yang bermanfaat. Pada dasarnya, sistem PLTGU ini merupakan penggabungan antara PLTG dan PLTU. PLTU memanfaatkan energi panas dan uap dari gas buang hasil pembakaran di PLTG untuk memanaskan air di HRSG (Heat Recovery Steam Generator), sehingga menjadi uap jenuh kering. Uap jenuh kering inilah yang akan digunakan untuk memutar sudu (baling-baling) turbin uap.

Sekilas tentang PLTS

Sekilas tentang instalasi,kegunaan,dan keunggulan PLTS

Pada dasarnya pemasangan pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) itu tidak sulit,yang terpenting pada saat matahari bersinar panel surya / modul surya tidak terhalang oleh benda apapun agar energi yang diserap oleh panel surya / modul surya bisa maksimal,dalam hal ini peralatan atau komponen yang di perlukan untuk pemasangan pembangkit listrik tenaga surya (PLTS)antara lain :
Panel Surya / Modul Surya.
Controller.
Baterai.
Inverter.
Converter

Setelah peralatan sudah lengkap kita rangkai alat tersebut satu persatu,pertama dari panel surya / modul surya di sambung ke controller lalu ke baterai dan dari baterai di sambung lagi ke inventer untuk menghasilkan arus AC, dan conventer untuk arus DC.



Gambar 1

Kegunaan alat – alat tersebut yaitu :
Panel Surya / Modul Surya merupakan alat untuk menyerap energi dari sinar matahari.
Controller merupakan alat untuk mengontrol arus atau energi yang di serap oleh modul.
Baterai merupakan alat untuk menyimpan arus atau energi yang di hasilkan oleh modul.
Inverter merupakan alat untuk mengubah arus DC menjadi arus AC.
Conventer merupakan alat untuk mengubah Voltase yang tinggi menjadi beberapa Voltase yang lebih kecil.





Gambar 2

Pembangkit Listrik Tenaga Surya inipun dapat di bangun dalam waktu yang singkat dan cara pemggunaannya cukup mudah,dengan daya kerja yang dapat diandalkan dan suatu system tenaga yang sangat bersahabat dengan llingkungan,yang bekerja tanpa mengeluarkan suara,tanpa menggunakan bahan baker,tanpa menimbulkan limbah atau pencemaran lingkungan,dan masa pemakaian yang sangat lama (untuk panel surya masa pemakaian bisa mencapai 30 tahun ).Untuk penggunaan daya listrik yang besar dapat digunakan beberapa modul surya yang di paralelkan sehingga menghasilkan energi listrik sesuai dengan kebutuhan pemakai.Berapapun daya listrik yang dibutuhkan dapat terpenuhi.



Gambar 3

Beberapa keunggulan PLTS di banding system pambangkit listrik lainnya.
Ramah lingkungan tidak menimbulkan polusi suara maupun polusi asap.
Bersifat moduler karena kapasitas listrik yang dihasilkan dapat di sesuaikan dengan kebutuhan dengan cara merangkai modul secara seri atau parallel.
Tidak memerlukan bahan bakar karena sumber energi yang di gunakan dari sinar matahari yang di hasilkan secara cuma - cuma sepanjang tahun.
Tidak memerlukan kontruksi yang berat sehingga dapat dipasang dimana saja dan dapat dipindahkan bilamana dibutuhkan.
Perawatannya yang sangat mudah dan tidak memerlukan banyak biaya,hanya membersihkan modul bila kotor dan menambah air aki/accu bila kurang.
Umur pemakaian modul surya bisa mencapai 30 tahun.