Kulkas dalam Prinsip Termodinamika

Kulkas menjadi salah satu kebutuhan yang krusial bagi rumah tangga masyarakat Indonesia di masa sekarang. Kulkas umumnya digunakan untuk menyimpan bahan makanan mentah, sayur-sayuran, buah-buahan, minuman kaleng, dan es krim agar tidak membusuk, tahan lama, dan tetap terjaga awet di dalam suhu yang telah dikondisikan.

 Lemari Es merupakan kebalikan mesin kalor. Lemari Es beroperasi untuk mentransfer kalor keluar dari lingkungan yang sejuk kelingkungn yang hangat. Dengan melakukan kerja W, kalor diambil dari daerah temperatur rendah T_L (katakanlah, di dalam lemari Es), dan kalor yang jumlahnya lebih besar dikeluarkan pada temperature tinggi T_h (ruangan).  

 

Bila dikategorikan secara umum, ada 9 komponen utama dalam kulkas dengan fungsinya masing-masing, yaitu:

1. Kompresor
   Merupakan unsur terpenting yang berfungsi untu kmemompa bahan pendingin ke seluruh bagian.
2. Kondensor
   Berfungsi sebagai alat penukar kalor dalam proses perubahan wujud gas bahan pendingin, yang pada suhu dan tekanan tinggi dirubah menjadi wujud cair.
3. Filter
   Berfungsi sebagai penyaring kotoran yang mungkin terbawa masuk aliran pendingin ke kulkas setelah proses sirkulasi.
4. Evaporator
   Memiliki fungsi untuk menyerap kalor dari benda yang dimasukkan, kalor yang sudah terhisap akan mendinginkan bahan makanan itu.
5. Thermostart
   Berperan sebagai pengatur kerja kompresor secara otomatis berdasarkan pada batasan suhu di setiap bagian kulkas.
6. Heater
   Berguna untuk mencairkan bunga es yang terbentuk di dalam evaporator.
7. Fan Motor
   Digunakan untuk menghembuskan udara dingin dari evaporator ke seluruh bagian kulkas dan mendorong udara melalui kompresor.
8. Overload Motor ProtectorOverload Motor Protector berguna sebagai pelindung komponen listrik dari kerusakan apabila arus listrik yang dihasilkan kompresor melebihi normal.
9. Bahan Pendingin (Refrigerant)Bahan Pendingin (Refrigerant) berwujud sebagai zat yang mudah diubah bentuknya dari wujud gas menjadi cair, atau sebaliknya.

Semua berawal dari Hukum Termodinamika. Hukum termodinamika berlaku untuk prinsip kerja lemari es. Seperti yang kita ketahui bahwa energi panas selalu bergerak menuju ke daerah yang lebih dingin.

Meskipun memiliki cara kerja yang berlawanan, prinsip kerja lemari es masih berhubungan erat dengan hukum perpindahan kalor. Sebuah lemari es harus melakukan tugas untuk membalikkan arah normal aliran energi panas. Tugas itu melibatkan penggunaan energi yang bertujuan untuk memindahkan sesuatu dan untuk melakukannya sebuah lemari es membutuhkan energi. Dalam kasus ini energi itu disediakan oleh listrik.


Kunci proses kulkas dan sistem pendingin lain agar dapat bekerja terdapat pada refrigeran. Refrigeran adalah zat semacam Freon yang bertitik didih rendah sehingga dapat memfasilitasi perubahan bentuk antara cair dan gas. Sebagai cairan, refrigeran berperan dalam penyerapan energi panas dari udara dingin di dalam lemari es untuk diubah menjadi gas.

Jadi cara kerja kulkas pertama-tama, energi panas ditransfer ke dalam lemari es ntuk menjadi cairan dingin yang melewati sebuah mesin evaporator. Lalu refrigeran, yang sudah dibahas sebelumnya, menyerap energi panas agar menjadi lebih hangat lalu akhirnya berubah bentuk menjadi gas. Gas yang terbentuk sebelumnya, dialirkan melalui compressor agar cairan pendingin memiliki temperatus yang lebih tinggi.

Refrigeran dengan suhu yang lebih tinggi tersebut selanjutnya mengalir mellui kondensor, dimana terjadi transfer energi panas ke kumparan pendingin kondensor. Akhirnya, refrigeran tersebut kehilangan energi panasnya dan berubah menjadi energi dingin kembali, serta mengalami peristiwa kondensasi menjadi cairan.

Selanjutnya refrigeran masuk ke tabung Ekspansi, dimana merupakan tempat yang memiliki ruangan untuk menyebarkan cairan keluar dalam rangka menurunkan suhu menjadi lebih rendah. Cairan dingin hasil refrigeran tersebut kemudian mengalir kembali ke evaporator. Selanjutnya siklus tersebut kembali berulang.



Sumber : Gugun. 2014. Prinsip Kerja Kulkas (Lemari Es). http://www.prinsipkerja.com/perangkat-elektronik/prinsip-kerja-kulkas-lemari-es/ Prinsip Kerja Kulkas (Lemari Es)