JENIS-JENIS REFRIGERAN (BAHAN PENDINGIN)
Proses pendinginan (refrigerasi)
merupakan proses pemindahan energi panas yang terkandung di dalam suatu
ruangan. Untuk keperluan pemindahan energi panas ruangan tersebut dibutuhkan suatu fluida
penukar kalor yang disebut Refrigeran. Persyaratan yang harus dimiliki oleh suatu refrigeran antara lain adalah :
- Titik
penguapan yang rendah
- Kestabilan
tekanan
- Panas laten
yang tinggi
- Mudah mengembun pada suhu ruang
- Mudah
bercampur dengan oli pelumas
- Tidak korosif
- Tidak mudah
terbakar
- Tidak beracun
CFC (Cloro fluoro Carbon) adalah
Jenis refrigeran yang paling terkenal , akibat yang ditimbulkan oleh jenis ini adalah merusak lapisan ozon dan
berkontribusi tinggi terhadap efek pemanasan global. Sehingga jenis ini dihapuskan dan sebagai gantinya
adalah HCFC-22, HFC-134a dan HC-600a.
Menurut sifat penyerapan dan ekspansi panas, maka refrigeran dapat dibagi menjadi 2 klasifikasi yaitu :
Kelas
1 :
Adalah refrigeran yang dapat memberikan efek pendinginan dengan menyerap
panas laten dari substansi yang didinginkan. Yang termasuk dalam klasifikasi
ini adalah Sulfur Dioksida, Metil Klorida, Ethil Klorida, Amonia, Carbon
Dioksida, Isobutan, CFC-11, CFC-12, CFC-13, CFC-21, HCFC-22, CFC-113, CFC-114,
CFC-115 dan HCFC-502.
Kelas
2 :
Adalah refrigeran yang hanya dapat menyerap panas sensibel dari substansi
yang didinginkannya. Yang termasuk dalam klasifikasi ini adalah Udara, Cairan
kalsium klorida, Cairan sodium klorida dan Alkohol.
Jenis-jenis refriferan (bahan pendingin) adalah sebagai berikut :
1. Refrigeran-11 (R-11)
Merupakan CCL3 F (Trichloro Monofluoro Methane) yang
mempunyai karakteristik antara lain sebagai berikut :
- Titik didihnya adalah 23,8oC
atau 74,9° F pada 1 atmosfer
- Tekanan penguapannya adalah
24 inch Hg vakum pada (-15)°C
- Tekanan kondensasinya 3,5
psig pada 30°C. Kalor laten uap 73, 8 Btu/lb pada titik didih
- Sangat stabil, tidak dapat
beracun, tidak dapat korosif, tidak dapat terbakar dan tak mudah meledak,
- Merupakan isolator yang baik
karena mempunyai kekuatan dielektrik
yang besar. Maka R - 11 sering digunakan untuk membersihkan bagian dalam
dan sistem lemari es atau air conditioning
unit yang motornya terbakar.
- Dapat melarutkan karet alam,
tetapi tidak dapat bereaksi dengan karet sintesis.
2. Refrigeran-12 (R-12)
Merupakan CCL2 F2 (Dichloro Diflurio Methane) yang sangat populer dan banyak dipakai untuk mesin
pendingin domestik. Karakteristiknya antara lain sebagai berikut :
· Titik didih - 29,8°C pada tekanan 1 atmosfir
· Tekanan penguapan 11,8 psig pada 15°C
· Tekanan kondensasi 93,3 psig pada 30°C.
· Sangat aman karena tidak dapat korosif, tidak dapat
beracun, tidak dapat terbakar atau meledak dalam bentuk cair maupun dalam bentuk gas.
· Tidak berwarna, bahkan transparan dan tidak dapat
berbau.
· Stabil pada suhu kerja rendah maupun pada suhu kerja
tinggi.
· Tidak dapat melarutkan air, tetapi dapat melarutkan
hydrocarbon, alkohol, ether, ester, dan ketone.
· Merusak karet alam tetapi tidak dapat bereaksi
dengan karet sintesis.
· Mempunyai kekuatan dielektrik yang besar.
· Dapat bercampur dengan minyak pelumas dalam semua
keadaan.
· Jika bercampur dengan air pada suhu tinggi dapat
membentuk asam halogen sehingga akan menjadi korosif.
Pemakaian yang sangat luas adalah untuk lemani es, frezer, ice cream
cabinet, water coller, refrigerasi dan air oinditioning yang besar. R - 12 mempunyai beberapa keunggulan dibanding
dengant R -22 yaitu:
· Tekanan kerja dan suhu kerja lebih rendarh
· Lebih bercampur dengan minyak pelumas dalam semua keadaan
· Harga lebih murah.
3. Refrigeran-13 (R-13)
Merupkan CCL F3 (Chloro Friflaoro Methane) yang dapat dipakai untuk menggantikan R - 22 atau R -
500 pada pemakaian suhu yang rendah dan mempunyai karakteristik sebagai berikut:
· Mempunyai
titik - 18,4°F pada 1 atmosfir
· Tekanan
penguapan 117,1 psi pada - 15°C.
· Tekanan
kondensasi 546,6 psig pada 28,9°C
· Kalor
laten uap 63,85 Btu/lb pada titik didih
· Tidak
dapat bercampur dengan minyak pelumas
· Suhu
kritis 28,8°C pada 1 atm
4. Refrigeran -22 (R-22)
Merupakan CHCl F2 (Chloro DiFluoro Methane) yang sangat
populer, karena banyak dipakai untuk air
conditioning ukuran kecil dan sedang. Adapun sifat-sifat utama dari R- 22
adalah :
· Titik didih pada tekanan atmosfir -40, 8°C
· Tekanan penguapan pada - 15°C ada 28,3 psi
· Tekanan kondensasi pada 30°C adalab 158,2 psig.
· Kalor laten uap 100, 6 Btu/lb pada titik didih
· Mempunyai kekuatan dielektrik yang besar
· Tidak korosif terhadap logam seperti besi, tembaga,
aluminium, kuningan, baja dan lain-lain.
· Dapat bercampur dengan minyak pelumas pada tekanan
rendah terutama di evaporator.
· Mempunyai kemampuan menyerap air sebesar tiga kali
Iebih besar dari R -12.
· Tidak beracun, tidak berbau dan mudah dideteksi.
5. Refrigeran-40 (R-40)
Merupakan CH3 Cl (MethyI Chlorida) yang mempunyai
sifat-sifat (karakteristik) sebagai berikut :
· Titik
didih pada tekanan 1 atmosfir - 23,7°C
· Tekanan
penguapan pada - 15°C adalah 6,5 psig
· Tekanan
kondensor pada 30°C adalah 80 psig
· Kalor
laten uap 180,6 Btu/lb pada titik didih
· Tidak
beracun
· Dapat
terbakar dan meledak bila bercampur dengan udara pada konsentrasi 8-17 % dan
volume.
· Dapat
memabukkan orang pada konsentrasi (kadar) yang tinggi.
· Korosif
terhadap logam ferro dan non ferro terutama untuk aluminium, seng dan
Magnesium.
· Korosif
terhadap karet alam dan sintesis.
· Dapat
membentuk asam hydroclorik yang lemah bila bercampur dengan air.
· Dapat
bercampur dengan minyak pelumas.
Oleh karena
R - 40 banyak mengandung kelemahan, maka refrigeran ini sudah jarang dipakai
dan banyak diganti dengan bahan pendingin golongan fluokarbon.
6. Refrigeran-113 (R-113)
Merupakan C2Cl3F3
(Trichloro Trifluoro Ethane) yang menpunyai sifat-sifat (karakteristik) sebagai berikut :
· Titik didih pada tekanan 1 atmosfir 47,6°C
· Tekanan penguapan pada -15°C adalah 27,9 inch Hg
· Tekanan kondensasi pada 30°C adalah 13,9 inch Hg
· Kalor laten uap 63,12 Btu/Ib pada titik didih
· Mempunyai kekuatan dielektrik yang besar
· Mempunyai struktur yang sangat stabil
7. Refrigeran-114 (R-114)
Merupakan C2Cl2F4 F
(Dichloro Tetrafluora Ethane). Bila R - 114 dicampur
dengan R - 12 dapat digunakan dalam bidang kosmetik tanpa memberi efek
sampingan pada kulit. Sifat-sifat da R - 114 adalah sebagai berikut :
· Titik
didih pada tekanan 1 atmosfir 3, 8°C
· Tekanan
pengembunan pada -15°C adalah 16,2 inch Hg
· Tekanan
pengembunan pada 30°C adalah 21,6 psig
· Kalor
laten uap 59 Btu/lb pada titik didih
· Tidak
berwarna
· Tidak
dapat meledak
· Tidak
korosif walaupun berhubungan dengan air
· Tidak
berbau
· Strukturnya
sangat stabil
· Dapat
bercampur dengan minyak pelumas kompressor pada tekanan tinggi, tetapi tidak
bercampur pada tekanan rendah terutama di evaporator
8. Refrigeran-134a (R-134a)
Merupakan Ch2 FC F3 (Ethene Tetrafluoro) yang mempunyai sifat-sifat (karakteristik) sebagai berikut :
· Titik
didih pada tekanan 1 atmosfir - 26,1°C
· Suhu
kritis 101°C
· Tekanan
kritis 4060 Kpa
· Tekanan
penguapan pada 25°C adalah 668 Kpa.
· Tidak
korosif
· Tidak
berbau
· Tidak
dapat terbakar dan tak dapat meledak
· Struktur
kimianya stabil
· Tidak
beracun
· Mempunyai
kekuatan dielektrik yang besar
· Dapat
bercampur dengan minyak pelumas.
· Tidak
dapat merusak ozon
9. Refrigeran-500 (R-500)
Merupakan Ccl2F2 dan CH3CHF2 (Azeatrope). Dilihat dan rumus kimianya
bahwa R - 500 adatah refrigeran campuran, yaitu campuran dari 73,8% dari R - 12
dan 26,2% dari R - 152A. Sifat-sifat dan R - 500 adalah sebagai berikut :
· Titik didih pada 1 atmosfir - 33,5°C
· Tekanan penguapan pada - 15°C adalah 16,4 psig
· Tekanan pengembunan pada 30°C adalah 112,9 psig
· Kalor laten uap 88,5 Btu/Ib pada titik didih
· Tidak dapat terbakar
· Tidak
beracun
· Susunan strukturnya stabil
· Dapat bercampur dengan minyak kompresor dengan
baik
· Mempunyai kemampuan daya serap air yang besar
10. Refrigeran-502 (R-502)
Merupakan CHCIF2 dan CClF2
CF3, kalau dilihat dari rumus kimianya bahwa R - 502 adalah
refrigeran campuran, yaitu campuran dari 51,2% R - 115 dari 48,8% R - 22.
Sifat-sifat R - 502 adalah sebagai berikut :
· Titik didih pada 1 atmosfir - 45,4°C
· Tekanan penguapan pada - 15°C adalah 35,9 psig
· Tekanan kondensasi pada - 30°C adalah 176,6 psig
· Kalor laten uap 76.46 Btu/lb pada titik didih
· Tidak korosif terhadap logam
· Tidak beracun
· Tidak berwarna
· Tidak dapat terbakar
· Pada temperatur 18°C dapat menyerap air 15 kali lebih banyak dari R- 12 yaitu
12 ppm (part permillion) dan cukup berat.
11. Refrigeran-503 (R-503)
Merupakan CHF3 dan CCIF3. Dari rumus tersebut terlihat bahwa R - 503 adalah
refrigeran campuran, yaitu campuran dan 59,9% R-13 dan 40,1% R -23. Sifat-sifat
dari R - 503 ialah :
· Titik didih pada 1 atmosfir - 88,7°C
· Tekanan penguapan pada - 15°C adalah 249,3 psig
· Suhu knitis 19,5°C dan tekanan knitis 592,3 psig
· Kalor laten uap 77,15 Btu/Ib pada titik didih
· Tidak mudah terbakar
· Pada suhu rendah menyerap air
· Pada suhu rendah tidak dapat bercampur dengan bahan pelumas
12. Refrigeran-504 (R-504)
Merupakan CH2 F2
dan CF3 CCIF2. Dilihat
dan rumus kimianya, R - 504 juga merupakan refrigeran campuran, yaitu 48,3
persen R - 32 dan 51,7 persen R - 115. Sifat-sifat dan R - 504 antara lain:
· Titik didih pada 1 atmosfir -57°C
· Tekanan penguapan pada - 15°C adalah 85,93 psig
· Tekanan kritis 690 psig
· Pada tekanan rendah sulit bercampur dengan pelumas
13. Refrigeran-717 (R-717)
Karakteristiknya sebagai berikut :
· Titik
didih pada 1 atmosfir - 33
· Tekanan penguapan pada - 15°C adalah 19.6 psig
· Tekanan kondensasi pada 30°C adalah 154,5 psig
· Kalor
laten uap 5893 Btu/Ib pada titik didih kalor laten ini paling besar dari pada bahan
pendingin lainnya
· Efisiensinya tinggi
· Tidak
dapat korosif terhadap logam jika tidak dapat bercampur
· Mudah
terbakar dan meledak
· Sangat beracun
· Mudah
bercampur dengan udara
· Apabila bercampur dengan air akan korosif terhadap logam non - ferro, terutama
dengan tembaga, kuningan, seng dan timah
· Kekuatan dielektriknya rendah
· Tidak
dapat larut dengan minyak pelumas
kompresor
· Mudah
larut dalam air.
14. Refrigeran-744 (R-744)
Merupakan CO2 (Carbon Dioxide). Adapun sifat-sifat dari refrigeran
ini ialah :
· Titik didih pada 1 atmosfir - 79°C
· Tekanan penguapan pada - 15°C adalah 317,5 psig
· Tekanan kondensasi pada 30°C adalah 1031 psig
· Kalor laten uap 116 Btu/lb pada titik didh
· Suhu kritis 31°C
· Tidak dapat korosif
· Tidak dapat
terbakar atau meledak
· Tidak
berbau
· Tidak beracun
· Tidak dapat
bercampur dengan minyak pelumas
· Kebocoran dapat dicari dengan air sabun
15. Refrigeran-764 (R-764)
Merupakan S02 (sulfur Dioxide). Adapun sifat-sifat dari R - 764 ialah :
· Titik didih pada 1 atmosfir - 10°C
· Tekanan penguapan pada - 15°C adalah 51,8 psig
· Kalor laten uap 172,3 Stu/Ib pada - 15°C
· Sangat beracun
· Tidak berwarna
· Tidak terbakar dan tidak meledak
· Tidak korosif terhadap logam-logam bila dalam
keadaan murni
· Tidak dapat bercampur dengan minyak pelumas, R -
764 lebih berat dan minyak pelumas
· Baunya sangat pedas dan tajam
· Bila kena cairan ammonia, akan mengeluarkan asap
tebal putih. Maka untuk mencari kebocoran R - 764 dapat menggunakan kain lap
yang dicelupkan dengan cairan ammonia.
Disamping jenis-jenis refrigeran yang d diatas masih ada refrigeran yang
lain, walaupun jarang digunakan. Adapun jenis refrigeran yang belum dijelaskan
antara lain:
a.R-23 (CHF3) b.R-31 (CH2C/F)
c.R-32 (CH2F2) d.R-115 (CCIF2CF3)
e.R-152A (CH3CHF2) f.R-160 (C2H5Cl)
g.R-170 (C2H6) h.R-290 (C3H8)
I.R-600 (C4H10) j. R-611(C2H4O2)
k.R-702 (H) I. R-704 (He)
m.R-720 (Ne) n.R-728 (N)
o.R-729 (H2O) p.R-732 (0)
q.R-740 (Ar) r. R-1130 (C2H2 Cl2)
Saat ini telah ditemukan beberapa refrigeran
yang dapat digunakan sebagai pengganti CFC. Refrigeran alternatif tersebut berasal dari keluarga HFC (hidro fluoro
karbon) dan HC (hidro karbon) serta Carbon Dioksida, juga HCFC-22 atau R-22.
Lebih jelasnya tentang jenis dan penggunaan refrigeran dapat dilihat pada tabel 1 berikut ini :
*)klik gambar tabel untuk memperbesar dimensi tabel
sedangkan warna tabung dari masing-masing jenis refrigeran dapat dilihat pada tabel 2 berikut ini.
Tabel 4.2 Warna tabung type bahan pendingin
sebagai contoh di bawah ini ditampilkan warna tabung untuk jenis refrigeran-22 (R-22) seperti terlihat pada gambar :
Gambar 1. Warna tabung refigeran-22 (R-22)