Oleh: Tri Ayodha Ajiwiguna
Artikel dalam bentuk PDF: Pompa Kalor
Kalor secara alami berpindah dari temperatur yg lebih tinggi ke temperatur yg lebih rendah. Perpindahan kalor berlangsung terus menerus selama perbedaan temperatur terjadi. Sebagai pola jikalau sebuah batang logam yg dipanaskan dengan salah satu ujungnya maka akan terjadi perbedaan temperatur antara ujung yg dipanaskan dengan ujung yg tidak dipanaskan. Akibat a&ya perbedaan temperatur ini maka terjadilah perpindahan kalor. Selanjutnya jikalau api dimatikan (tidak dipanaskan lagi) maka temperatur batang di ujung yg dipanaskan lambat laun akan turun. Walaupun begitu, perpindahan kalor tetap terjadi hingga temperatur kedua ujung sama.
Gambar 1. Skema Pompa Kalor
Pompa kalor adalah sebuah sebuah proses yg sanggup menyerap kalor di suatu daerah kemudian membuangnya di daerah yg lain. Suatu benda sanggup menyerap kalor dari lingkungan jikalau temperatur nya lebih rendah dari pada temperatur lingkungannya (kalor berpindah dari lingkungan ke benda). Sebaliknya benda sanggup melepaskan kalor jikalau temperatrnya lebih tinggi dari pada temperaur lingkungannya (kalor berpindah dari benda ke lingkungan). Dengan kata lain, pompa sanggup membuat suatu keadaan dimana ada cuilan yg lebih masbodoh dibandingkan lingkungannya (penyerapan kalor) & ada cuilan yg lebih panas dibandingkan lingkungannya (pelepasan kalor). Pompa kalor sanggup dikhasiatkan menjadi peralatan pemanas & biasa disebut dengan pompa kalor (perangkat). Pompa kalor juga sanggup dikhasiatkan menjadi peralatan pendingin & biasa disebut refrigerator.
Bagaimanapun juga, proses pompa kalor tidak sanggup bekerja secara impulsif melainkan harus ada energi dari luar yg masuk ke sistem pompa kalor. Skema pompa kalor ditunjukkan pada gambar 5. Pompa kalor diletakkan dilingkungan yg temperaturnya T3. Kemudian energi dimasukkan ke sistem pompa kalor berupa kerja sebesar W. Dengan a&ya kerja ini maka T1 menjadi turun & T2 menjadi naik. Akibatnya terjadi penyerapan kalor (Qserap) & pelepasan kalor (Qlepas). Pada pompa kalor berlaku:
(1)
Coefficient of Performance (COP) / koefisien kinerja adalah suatu parameter yg mengatakan seberapa baik sebuah pompa kalor / refrigerasi bekerja. Definis dari koefisien kinerja adalah perbandingan antara enegi yg dikhasiatkan & kerja yg dimasukkan ke dalam sistem. Untuk pompa kalor, sebab yg dikhasiatkan adalah cuilan yg panas maka besarnya COP ialah:
(2)
Se&gakan sebagai pendingin, sebab yg dikhasiatkan adalah penyerapan kalornya (bagian dingin), maka COP nya ialah:
(3)
Dengan memanipulasi persamaan 1,2, & 3 maka di sanggup bahwa:
(4)
Ada beberapa teknologi yg sanggup menjalankan proses pompa kalor, menyerupai refrigerasi kompresi uap, termoelektrik, refrigerasi absorpsi, termoakustik, tabung vortex, & lain-lain. Hingga ketika ini yg paling umum dipakai adalah refrigeasi kopresi uap sebab mempunyai koefisien kinerja yg paling tinggi. Namum kekurangan sistem refrgerasi kompresi uap adalah penggunaan refrgeran yg tidak ramah lingkungan & membutuhkan perangkat yg cukup berat yaitu kompresor. Di sisi lain, teknologi termoelektrik mempunyai kelebihan dimana sangat ringkas, tidak membutuhkan refrigeran, & sagat hkamul. Akan tetapi, termoelektrik mempunyai koefisien kinerja yg sangat rendah.
Referensi
- Yunus Cengel, Heat and Mass Transfer an Engineering Approach, 2nd Edition, Mc Graw Hill
- Yunus Cengel, Thermodynamics Practical Approach, 5th Edition, Mc Graw Hill