Tentang Pendinginan - Evaporasi(bag.3)

Alat Pendingin dengan Menggunakan Refrigeran (Cold Media) — Kasus Butana

Memperkenalkan Refrigeran untuk Pendinginan

Pada bab sebelumnya, kita telah mengetahui bahwa butana adalah cairan yang bisa menguap pada suhu rendah dan menghasilkan efek pendinginan. Cairan atau gas yang digunakan untuk mendinginkan objek disebut "refrigeran". Dalam praktikum kali ini, kita akan mencoba membuat sebuah alat pendingin sederhana menggunakan refrigeran tersebut.

Cara Kerja Alat Pendingin dengan Refrigeran

Refrigeran yang dimasukkan ke dalam sebuah wadah dapat mendinginkan wadah itu sendiri saat menguap. Permukaan wadah yang dingin ini kemudian dapat mendinginkan udara sekitar atau air yang disentuh. Jika refrigeran yang digunakan aman (tidak beracun dan tidak berbahaya), refrigeran ini juga bisa langsung disemprotkan ke area yang ingin didinginkan.

Agar proses pendinginan lebih efisien, bentuk wadah refrigeran diubah supaya memiliki luas permukaan yang lebih besar sehingga kontak dengan udara atau objek yang didinginkan juga lebih banyak. Wadah dengan sirip-sirip (fin) digunakan agar pertukaran panas lebih optimal.

Eksperimen Pendinginan dengan Refrigeran Butana

- Dalam eksperimen yang dilakukan, butana dimasukkan ke dalam wadah yang berfin.

- Wadah ini kemudian dicelupkan atau ditempatkan di dalam air.

- Saat butana menguap, ia menyerap panas dari air di sekitarnya sehingga suhu air turun drastis, dari sekitar 20.8°C menjadi 2.1°C.

(Gambar Fotografi Eksperimen terlihat: 

- Wadah refrigeran dengan fin 

- Air yang sedang didinginkan pada awal eksperimen 

- Air pada akhir eksperimen dengan suhu yang sudah turun drastis)

Pengisian Ulang Refrigeran

Saat seluruh refrigeran di wadah telah menguap, proses pendinginan berhenti karena sudah tidak ada zat yang mendinginkan. Untuk bisa melanjutkan pendinginan, refrigeran harus diisi ulang.

Dalam percobaan ini, refrigeran butana diisikan ulang dari botol tabung gas bertekanan tinggi. Pada tabung, butana berada dalam keadaan cair bertekanan tinggi dengan temperatur yang sama dengan lingkungan. Saat keluar dari tabung dan tekanannya turun secara tiba-tiba, sebagian butana menguap dan menyebabkan suhu turun sangat tajam.

Fenomena ini serupa dengan fungsi "katup ekspansi" yang ada pada sistem pendingin modern seperti AC dan kulkas.

Komponen Alat Pendingin: Evaporator

Wadah yang diisi refrigeran dan berfungsi sebagai tempat penguapan disebut "evaporator". Evaporator ini menyerap panas dari lingkungan sekitar saat refrigeran di dalamnya menguap.

Contoh nyata evaporator ini adalah bagian dalam unit indoor AC yang selalu terasa dingin karena proses penguapan refrigeran di dalamnya.

Keuntungan dan Tantangan

- Menggunakan refrigeran seperti butana yang dapat diisi ulang sangat efisien dibandingkan pembuangan refrigeran secara sekali pakai.

- Namun, pengelolaan refrigeran harus dilakukan dengan hati-hati karena gas yang menguap dapat menimbulkan masalah jika tidak ditangani dengan benar.

- Dalam praktik industri dan rumah tangga, sistem pendingin biasanya didesain untuk mengumpulkan kembali refrigeran yang menguap agar bisa terus dipakai.