BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi pada era modern ini sangat pesat, perkembangan yang cukup pesat ini mencangkup semua bidang teknologi rekayasa. Salah satu adalah berkembangnya sistem pendingin, penerapan sistem pendingin dapat dilihat pada perumahan, perkantoran dan pada kendaraan bermontor bahkan pada instasi pendidikan yang telah menggunakan sistem pendingin ini, secara umum penggunaan sistem pendingin ini bertujuan untuk mengkondisikan dan menyegarkan udara di dalam ruangan. Sistem pendingin dibagi menjadi empat bagian penting yaitu evaporator berfungsi untuk menyerap panas yang ada di sekitar baik itu udara, compressor berfungsi untuk menekan refrigerant agar tekananya meningkat, condenser berfungsi menghilangkan panas refrigerant yang keluar dari kompresor, dan expansion berfungsi menurunkan tekanan refrigerant dan mengendalikan aliran refrigerant. B. Rumusan Masalah a. Bagaimana sejarah penemuan Refrigerant? b. Bagaimana cara kerja Refrigerant secara umum? c. Apa saja macam-macam Refrigerant? d. Apa saja dampak dari adanya Refrigerant? e. Bagaimana penggunaan Refrigerant di masa depan? C. Tujuan Pembahasan a. Mahasiswa dapat mengetahui sejarah Refigerant. b. Mahasiswa dapat memahami cara kerja Refigerant. c. Mahasiswa dapat mengetahui macam-macam Refigerant. d. Mahasiswa dapat mengetahui dampak Refigerant. e. Mahasiswa dapat mengetahui Refigerant di masa mendatang. 1 BAB II PEMBAHASAN A. Sejarah Mesin Pendingin Sistem kompresi uap untuk refrigerasi pertama kali dipatenkan pada tahun 1834 oleh Jacob Perkins, seorang warga Amerika, dengan menggunakan ethyl ether sebagai refrigeran atau fluida pendingin. Paten tersebut mencakup sistem tertutup yang meliputi kompresor, kondenser, alat ekspansi dan evaporator. Melalui patennya, penelitian akan refrigeran pun mulai berkembang. Pada tahun 1863, Charles Tallier menggunakan methyl ether sebagai refrigeran pada sistem kompresi uap. Dalam aplikasinya methyl ether memiliki tekanan kerja yang lebih tinggi dibanding ethyl ether sehingga mengurangi resiko masuknya udara kedalam sistem pada saat kebocoran yang dapat mengakibatkan ledakan. Adanya resiko yang cukup besar dari ethyl dan methyl ether terhadap ledakan membuat pengembangan terus berlanjut. Diawal tahun 1862, Thaddeus Lowe, menggunakan karbondioksida (CO 2 ) sebagai refrigeran. Dalam percobaannya ia menggunakan kompresor khusus yakni kompresor hidrogen dikarenakan tekanan kerja dari karbon dioksida yang sangat tinggi. Refrigeran ini memiliki sifat yang aman terhadap lingkungan namun masih memiliki kelemahan yakni temperatur kritis yang masih rendah (31.6 o C). Upaya untuk menghasilkan refrigeran dengan properties yang lebih baik dilakukan oleh Carl Von Linde pada tahun Ia menggantikan peran methyl ether dengan amonia (NH 3 ) sebagai refrigeran dan menggunakan kompresor amonia yang saat itu sudah mulai diproduksi secara massal. Pengujian tersebut menghasilkan properties yang sangat baik bahkan sifat-sifat yang dimiliki oleh amonia dianggap sebagai refrigeran ideal. Namun, refrigeran ini pun masih memiliki beberapa kekurangan yang dianggap merugikan diantaranya: sangat beracun dan bersama dengan uap air menjadi sangat reaktif terhadap tembaga dan beberapa logam lainnya. Sebelum akhir abad ke-19, untuk pertama kalinya methyl chloride digunakan sebagai refrigeran di Prancis. Memiliki properties yang cukup baik tidak membuat refrigeran ini banyak digunakan. Hal ini dikarenakan banyaknya kecelakaan terjadi yang disebabkan sifatnya yang beracun dan mudah terbakar dibanding dengan amonia dan sulfur 2 dioksida (SO 2 ). Sulfur dioksida, menjadi populer pada tahun 1920-an. Refrigeran ini menjadi jawaban bagi sistem refrigerasi yang membutuhkan tekanan yang rendah, sistem yang lebih ringan dan berukuran kecil. Harganya pun merupakan yang termurah dibanding refrigeran lainnya. Dalam aplikasinya, sulfur dioksida dapat bereaksi dengan uap air dan menyebakan korosi terhadap jaringan pipa. Hal ini pada akhirnya juga menimbulkan kerugian dan resiko yang membahayakan apabila terjadi kebocoran karena sifatnya yang sangat beracun. Pada tahun 1930, Dr. I. Midgeley berhasil memproduksi refrigeran dengan sebutan dichlorodifluoromethane (CCl 2 F 2 ) atau yang lebih dikenal sebagai freon 12 atau R12. Penelitiannya merupakan pengembangan dari methyl chloride. Ia menemukan bahwa methyl chloride menjadi tidak stabil karena atom H tidak cukup kuat terikat dengan atom C. Oleh sebab itu ia menggantikan posisi atom H dengan atom halogen yang dapat berikatan kuat dengan atom C sehingga menghasilkan senyawa yang lebih stabil. Berhasilnya penelitian Midgeley membuat perkembangan refrigeran menjadi berkembang pesat dibanding tahun-tahun sebelumnya. Penurunan methane dengan cara menggantikan tiga posisi atom H dengan dua atom F dan satu atom Cl menghasilkan refrigeran baru yakni freon 22 atau R22 (CHClF 2 ). Selanjutnya penurunan methane ataupun senyawa lainnya yang memiliki atom karbon (hidrokarbon) dengan halogen disebut sebagai refrigeran halokarbon. Tingginya discharge temperature dari R22 membuat pengembangan refrigeran diteruskan kembali. Pengembangan dilakukan dengan cara mencampurkan dua atau lebih refrigeran halokarbon dengan komposisi tertentu hingga menghasilkan suatu senyawa yang baru. Campuran yang menghasilkan suatu refrigeran baru dengan sifat yang berbeda dari penyusunnya disebut azeotrop. Salah satu jenisnya adalah R502 (campuran 48.8% R22 dan 51.2% R115). Berkembangnya pemanfaatan halokarbon secara massal dalam jangka waktu yang cukup panjang ternyata menimbulkan dampak yang sangat merugikan bagi lingkungan. Hipotesis yang dikeluarkan oleh Roland dan Molina pada tahun 1974, bahwa klorin (Cl) yang berasal dari halokarbon dapat merusak lapisan ozon ternyata terbukti benar seperti yang terjadi diwilayah Antartika pada tahun Ditandatanganinya protokol Montreal yang membatasi penggunaan halokarbon di tahun 1987 menghancurkan kepopuleran refrigeran tersebut. Sejak saat itu pengembangan refrigeran beralih ke hidrokarbon yang merupakan basis utama yang dapat menghasilkan halokarbon. 3 B. Cara Kerja Mesin Pendingin Cara kerja dari sistem pendingin yaitu ada empat prinsip kerja untuk menghasilkan proses pendinginan. Dan refrigerant disirkulasikan berulang kali dengan perubahanperubahan yang mendukung dapat mengahasilkan proses pendinginan. Empat perubahan pada refrigerant itu yaitu kompresi, kondensasi, ekspansi dan evaporasi ( cair, uap, gas dan kembali cair). 1. Kompresi Pada proses kompresi, refrigerant ditekan dalam kompresor sampai kondisinya menjadi cair dengan temperatur yang tinggi. Gas refrigerant dalam evaporator yang dihisap oleh kompresor akan membuat tekanannya tetap rendah didalam evaporator, dan untuk membuat cairan refrigerant menjadi gas secara dinamis pada temperatur yang rendah (0oC). Maka tekanan gas refrigerant ditekan dalam silinder, dan berubah menjadi tinggi, sehingga temperatur dan tekanan naik dan refrigerant akan mudah menjadi cair walaupun proses pendinginan dalam temperatur yang lebih tinggi. Dan gas refrigerant yang dikompresikan disalurkan ke komponen selanjutnya yaitu di dinginkan di kondensor. 2. Kondensasi Pada proses kondensasi, refrigerant dirubah dari gas menjadi cair dan didinginkan dari temperatur yang tinggi di dalam kondensor menjadi temperatur lebih rendah. Refrigerant yang bertemperatur dan bertekanan tinggi itu dipancarkan dalam kondensor menjadi cairan dan disalurkan ke receiver dryer untuk disaring. Hal itu juga dinamakan proses kondensasi panas. Panas yang tinggi dari refrigerant itu dapat dikeluarkan oleh kondensor sehingga refrigerant menjadi dingin. 3. Ekspansi Pada proses ekspansi, tekanan cairan refrigerant diturunkan oleh katup ekspansi. Hal itu disebut proses ekspansi, dimana gas bertekanan itu dikabutkan dengan mudah dalam evaporator sehingga refrigerant menjadi gas, dan expansion valve ini mengatur aliran cairan refrigerant sambil menurunkan tekanannya. Cairan refrigerant yang dikabutkan ini dalam evaporator diatur oleh tingkat pendinginan yang harus dilakukan dibawah temperatur pengabutan. Untuk itu, penting untuk 4 mengontrol jumlah refrigerant yang dibutuhkan dengan melakukan pengecekan yang benar. 4. Evaporasi Pada proses evaporasi, refrigerant dirubah dari cairan ke gas dalam evaporator. Cairan refrigerant dikabutkan oleh hisapannya sendiri dimana saat proses evaporasi panas latent dibutuhkan dari udara disekitar evaporator. Udara melepaskan panas untuk didinginkan, dan dialirkan ke dalam ruang dalam kendaraan oleh kipas pendingin sambil menurunkan temperatur ruangan itu. Cairan refrigerant itu disalurkan dari expansion valve di dalam evaporator kemudian sekaligus menjadi uap refrigerant, dan perubahan itu terjadi berulang kali dari kondisi cair ke gas. Tekanan dan temperatur dalam perubahan itu selalu berkaitan, jika tekanan di-set maka temperatur juga akan diatur. Untuk pengabutan yang dilakukan saat temperatur lebih rendah dari perubahan itu (Cair -> Gas) dalam kondisi seperti diatas, tekanan dalam evaporator juga harus dibuat tetap rendah. Karena itu, gas dari refrigerant yang dikabutkan haruslah dikurangi secara terus menerus keluar evaporator oleh hisapan kompresor. Proses ini terus-menerus sehingga pendinginan udara didalam kabin akan terjadi selama AC dihidupkan. C. Macam-macam Pendingin 1) Refrigerant fluorocarbon terhidrogenasi (HFC) HFC tidak mengandung klorin yang merupakan senyawa perusak ozon, hanya terdiri dari hidrogen, fluor, dan karbon. HFC tidak merusak ozon dan memiliki nilai ODP dan GWP yang rendah. Contoh HFC antara lain R134A, R404A, R407C, R507, dll. HFC merupakan refrigeran baru sebagai alternatif untuk menggantikan posisi freon. Hal ini disebabkan karena refrigeran freon mengandung zat chlor (Cl) yang dapat merusak lapisan ozon. Sedangkan HFC terdiri dari atomatom hidrogen, fluorine dan karbon tanpa adanya zat chlor (Cl). Macam-macam HFC dan pemakaiannya : a) HFC 125 (CHF2CF3) Sebagai pengganti freon–115 / R115 untuk pendingin air. 5 b) HFC 134a (CH3CH2F) Merupakan alternatif pengganti freon-12 / R-12. tidak mudah meledak dan tingkat kandungan racun rendah, digunakan untuk pengkondisian udara, lemari es dan pendingin air. c) HFC 152a (CH3CHF2) Sebagai pengganti freon-12 / R-12 digunakan untuk penyegaran udara, pendingin air. 2) Cloro Fluoro Carbon (CFC) CFC (Chlorodifluorocarbon) CFC adalah senyawa yang hanya mengandung klorin, fluor, dan karbon dan tidak mengandung hydrogen, karena mengandung unsur klorin refrigeran jenis ini mempunyai dampak penipisan ozon dimana akan berpengaruh negatif terhadap kehidupan makhluk hidup di bumi. Selain itu, juga berdampak negatif terhadap iklim, yaitu meningkatkan suhu ratarata dan perubahan iklim global serta pencemaran udara. CFC memiliki efek ODP dan GWP yang sangat tinggi. Contoh CFC antara lain R11, R12, R13, R113, R500, R502, dll. Spesifikasi freon yang biasa digunakan dalam pendinginan : 3) Terhidrogenasi klorofluorokarbon refrigeran (HCFC) HCFC adalah senyawa haloalkana dimana tidak semua hidrogen digantikan dengan klorin atau fluor. HCFC biasa digunakan sebagai pengganti CFC dengan nilai ODP yang lebih rendah. Contoh HCFC adalah R22, R123, R401A, R403A, R408A, dll. Refrigeran ini mengandung jumlah minimal klorin, yg tidak merusak lingkungan karena berbeda dari refrigeran lain. D. Dampak Refrigerant 1. Dampak Positif a) Memberikan kenyamanan bagi mahluk hidup. Misalnya untuk menjaga suhu ruangan agar tetap sejuk saat sedang musim panas, b) Penggunaan menggunakan bebasis hidrokarbon lebih dipilih digunakan karena tidak berpotensi merusak ozon, hemat listrik, ramah lingkungan dan lebih ringan 40% dari refrigerant sintetis. 2. Dampak Negatif 6 a) Merusak lapizan ozon Menipisnya lapisan ozon benar-benar sangat membahayakan, dari terjadinya kerusakan lingkungan karena radiasi ultraviolet yang besar, keterbatasan sumber air bersih, kerusakan rantai makanan di laut, musnahnya ekosistem terumbu karang dan sumber daya laut lainnya, hingga menurunnya hasil produksi pertanian yang dapat menganggu ketahanan pangan, serta bencana alam lainnya. b) Pemanans global Efek membahayakan dari penggunaan CFC adalah terjadinya pemanasan global (global warning). Chloro flouro carbon (CFC) berkontribusi 25 persen terhadap pemanasan global, jika suhu bumi sekarang yang menjadi semakin panas, besar kemungkinan disebabkan oleh CFC yang dilepaskan dan menetap di atmosfer. Pemanasan global juga menyebabkan mencairnya lapisan es di Benua Antartika yang ditandai dengan naiknya 25 cm muka air laut global di akhir abad ke-20, sehingga terjadi ketidakseimbangan iklim, dimana di suatu tempat terjadi bencana kekeringan dan di tempat lainnya terjadi bencana banjir (Daniel Mudiyarso,2003). E. Refrigerant Masa Depan Pemerintah Indonesia menetapkan beberapa kebijakan untuk berpartisipasi aktif dalam upaya perlindungan lapisan ozon seperti Keputusan Presiden RI No 23 tahun 1992 tentang Pengesahan Protokol Montreal untuk mengatur penipisan lapisan ozon. Dengan dikeluarkannya peraturan tersebut, maka Indonesia secara resmi menyatakan turut berpartisipasi dalam kerjasama internasional di bidang perlindungan lapisan ozon dan sepakat untuk mentaati peraturan yang ditetapkan. Salah satu refrigeran alternatif adalah refrigeran hidrokarbon. Refrigeran hidrokarbon adalah refrigeran yang saat ini banyak diteliti karena ramah lingkungan, tidak beracun, lebih murah, tidak menyebabkan penipisan ozon. Sebagai bahan refrigeran harus didukung dengan sosialisasi tentang keunggulan bahan tersebut yang melibatkan semua stakeholder terkait dan pengadaan teknisi yang handal agar implementasinya tidak merugikan pihak industri bangunan 7 BAB III PENUTUP A. Kesimpulan Bahwa pemilihan bahan refrigeran merupakan hal yang cukup penting dalam mewujudkan green building. Hal ini dikarenakan bahan refrigeran memiliki dampak lingkungan secara langsung baik untuk perusakan lapisan ozon maupun meningkatnya pemanasan global dan dampak tidak langsung yaitu mempengaruhi tingkat efisiensi energi yang selanjutnya berdampak pada efisiensi secara ekonomi. Kesiapan pasar dalam menerima hidrokarbon (HC) sebagai bahan refrigeran harus didukung dengan sosialisasi tentang keunggulan bahan tersebut yang melibatkan semua stakeholder terkait dan pengadaan teknisi yang handal agar implementasinya tidak merugikan pihak industri bangunan. Sejauh ini, baik secara akademis maupun teknis, hidrokarbon (HC) merupakan bahan refrigeran yang dapat menjadi solusi bagi industri bangunan baik secara ekologi maupun ekonomi. B. Saran a. Mengganti alat-alat kebutuhan yang berpotensi menghasilkan zat-zat perusak ozondenang alternatif lain yang ramah lingkungan. Alternative refrigerant adalah hidrokarbon yaitu refrigeran yang ramah lingkungan, tidak beracun, lebih murah, tidak menyebabkan penipisan ozon. b. Meningkatkan kesadaran dan partisipasi aktif masyarakat dalam program perlindungan lapisan ozon, pemahaman mengenai penanggulangan penipisan lapisanozon, memperkenalkan bahan, proses, produk ,dan teknologi yang tidak merusaklapisan ozon dengan cara mengadakan seminar-seminar dan penyuluhan secara rutindi berbagai organisasi masyarakat. 8 DAFTAR PUSTAKA Daniel Murdiyarso. 2003. Konvensi Perubahan Iklim, Jakarta: Kompas Itha Masithah. 2013. Jurnal Menipisnya Lapisan Ozon. Tugas Pengenalan Komputer Pendidikan Biologi https://docplayer.info/70638348-2-1-sejarah-refrigeran.html https://www.academia.edu/28839361/Refrigeran https://www.caesarvery.com/2013/12/sistem-pendingin-refrigeration.html https://warstek.com/2015/04/09/refrigeranmasadepan/ 9
