Oleh: Tri Ayodha Ajiwiguna
Heat pump / pompa kalor ialah suatu sistem yg sanggup menyerap kalor dari suatu daerah kemudian membuangnya di daerah lain. Pompa kalor sanggup dipakai sebagai pendingin kalau mekhasiatkan sisi penyerapan kalor , inilah yg disebut dengan sistem refrigerasi. Sebaliknya pompa kalor juga sanggup dipakai sebagai pemanas kalau mekhasiatkan sisi pembuangan kalornya. Contoh sederhana pompa kalor ialah air conditioner. Air conditioner menyerap kalor yg ada diruangan kemudian membuangnya ke luar ruangan.
Untuk memahami prinsip pompa kalor maka analogi pompa air sanggup dipakai alasannya yaitu secara prinsip keduanya tidak berbeda. Air secara alami akan mengalir dari daerah yg tinggi ke daerah yg rendah. Untuk mengalirkan air dari daerah yg rendah ke daerah yg tinggi diharapkan suatu peralatan (pompa) & usaha/kerja/energi dari luar (mekanik). Dengan menggunakan pompa maka air yg ada di daerah yg lebih sanggup dihisap & dikeluarkan di daerah yg lebih tinggi.
Pada kalor pun terjadi hal yg sama. Kalor secara alami mengalir/berpindah dari temperatur yg tinggi ke temperatur yg rendah. Tinggi / rendahnya temperatur merupakan salah satu indikasi besarnya energi kalor yg dimiliki suatu zat. Semakin tinggi temperatur maka semakin tinggi energi kalornya. Untuk memindahkan kalor dari daerah yg temperaturnya lebih rendah maka diharapkan sistem pompa kalor. Seperti halnya pompa air, untuk menyerap kalor & membuang kalor diharapkan kerja/usaha/energi dari luar. Biasanya proses pompa kalor digambarkan menyerupai dibawah ini.
Dimana Ts ialah suhu lingkungan, Tc ialah temperatur pada sisi penyerapan kalor, Th ialah temperatur pada sisi pembuangan kalor, W ialah kerja dari luar, Qc ialah kalor yg terserap & Qh ialah kalor yg dibuang.
Pada dikala tidak ada W yg bekerja maka temperatur Ts, Tc, & Th ialah sama (Ts=Th=Tc) & tidak ada proses perpindahan kalor diantaranya. Begitu ada kerja W dijalankan maka Tc menjadi lebih rendah dibandingkan dengan Ts. Oleh alasannya yaitu itu energi kalor yg berada di sekitarnya terserap oleh sistem ini. Kalor yg terserap ini dibuang ke sisi Qh sehingga temperatur Th menjadi lebih besar dari Ts. Pada keadaan ini maka Tc < Ts < Th. Hu.bungan antara kalor yg diserap & dibuang mengikuti persamaan:
Untuk menunjukkan sebarapa baik performa dari suatu pompa kalor, maka dikenal dengan istilah COP (Coefficient of Performance) / dalam bahasa Indonesia disebut dengan koefisien kinerja. COP ini merupakan perbandingan antara output yg dipakai dengan input yg diberikan. Pada pompa kalor, input ialah kerja & output sanggup merupakan penyerapan kalor / pembuangan kalor. Jika pompa kalor dipakai sebagai pendingin (Refrigerasi) maka output ialah penyerapan kalor. Sebaliknya, kalau pompa kalor dipakai sebagai pemanas (heater) maka outputnya ialah pembuangan kalor. Oleh alasannya yaitu itu COP diekspresikan dengan:
Dua jenis sistem pompa kalor yg sudah di komersilkan secara luas ialah sistem refrigerasi kompresi uap (SRKU) & thermoelectric. SRKU merupakan sistem yg paling banyak ditemui di dalam kehidupan sehari-hari, sepeti Air conditioner (AC) & lemari es. Keunggulan dari SRKU ialah COPnya yg sangat tinggi. Hal inilah yg menjadikan teknologi ini belum bisa, digantikan oleh teknolgi lain. Walaupun demikian, SRKU membutuhkan banyak komponen & kurang bisa, diterapkan di daerah yg kecil.
Jenis pompa kalor thermoelectric sering dijumpai sebagai pendingin elektronik menyerupai prosesor. Keunggulan teknologi ini ialah ukurannya yg kecil , sangat gampang diterapkan & cukup dicatu dengan listrik searah (DC). Namun COPnya masih sangat kecil dibandingkan dengan SRKU.
Sebenarnya ada beberapa jenis lain yg sanggup dipakai sebagai sistem pompa kalor namun sulit untuk dijumpai dalam kehidupan sehari-hari, yaitu: sistem refrigerasi absorpsi, thermoacoustic, thermomagnetic, & tabung vortex.
Keyword: Heat pump, pompa kalor, refrigerasi, pendingin, refrigerasi kompresi uap, thermoelectric.