Siklus Refrigerasi Serapan

Dalam sistem-sistem refrigerasi yang telah dibahas sejauh ini masukan daya yang dibutuhkan untuk mengoperasikan kompresor relatif besar karena refrigeran yang bergerak melalui kompresor berada dalam keadaan uap dan memiliki volume spesifik yanag sangat besar jika dibandingkan dengan dalam keadaan cair. Kita dapat mengurangi daya ini dengan cukup banyak jika kita menaikkan tekanan dengan pompa yang beroperasi menggunakan cairan. Siklus refrigerasi semacam itu adalah siklus refrigerai serapan (absorption refrigeration cycle), yang skemanya ditunjukkan dalam Gbr. 10-8.

Uap refrigeran jenuh bertekanan rendah meninggalkan evaporator dan maasuk ke penyerap di mana uap diserap ke dalam larutan pembawa yang lemah. Kalor dilepaskan dalam proses penyerapan ini dan untuk membantu proses tersebut temperatur dijaga konstan pada nilai yang relatif rendah dengan cara membuang kalor Q_A. larutan cairan yang lebih kuat meninggalkan penyerap dan dipompa ke tekanan kondensor yang lebih tinggi dengan menggunakan daya pompa yang kecil. Larutan melewati alat penukar kalor, yang menaikkan temperaturnya ke kondensor.

Kekurangan utama dari siklus serapan adalah bahwa sumber energi bertemperatur relatif tinggi harus tersedia untuk memasok perpindahan kalor Q_G; ini basanya dipasok oleh sebuah sumber yang lazimnya dibuang, sepertimisalnya uap yang dibuang dari sebuah pembangkit daya. Kalor tambahan Q_G tidak boleh mahal, jika tidak biaya tambahan yang harus dikeluarkan untuk peralatan ekstra tidak dapat dibenarkan.

Untuk aplikasi di mana ruang yang didinginkan dijaga pada temperatur di bawah 0^oC, refrigerannya biasanya amonia dan pembawanya adalah air. Untuk aplikasi pendinginan udara refrigerannya mungkin air dan pembawanya lithium bromide atau lithium chloride. Dengan digunakannya air sebagai refrigeran tekanan vakum sebesar 0,001 MPa harus dijaga di dalam evaporator dan penyerap (absorber) untuk membuat temperatur evaporator menjadi 7^oC.

Untuk menganalisis siklus searapan kita harus mengetahui jumlah refrigeran yang terdapat dalam campuran, baik dalam bentuk cairan maupun uap. Ini dapat diperoleh dengan bantuan diagram kesetimbangan, seperti yang dipakai untuk campuran amonia-air. Pada temperatur dan tekanan tertentu diagram kesetimbangan menunjukkan properti – properti berikut:

Fraksi konsentrasi x’ dari amonia cair :

Fraksi konsentrasi x’’ dari amonia uap:

Gambar

Entalpi h_L dari campuran cairan

Entalpi h₂ dari uap amonia

Sumber: Potter, Merle C dan Somerton, Craig W. 2008. Termodinamika Teknik. Erlangga: Jakarta.