Macam - macam Refrigeran Atau Freon Pada AC

Freon atau refrigeran banyak dipergunakan sebagai cairan pendingin pada AC (Air Conditioner) atau pendingin udara. Namun tahukah anda bahwa Freon merupakan salah satu bahan kimia yang menyebabkan menipisnya lapisan ozon?

Badan Pengawas Lingkungan Amerika atau EPA menyebutkan bahwa mulai tanggal 1 Januari 2010 Freon hanya boleh dipergunakan pada AC yang telah ada, bukan AC baru. Dan mulai tanggal 1 Januari 2020, produksi Freon secara resmi dilarang. Artinya AC yang masih menggunakan cairan pendingin Freon tidak akan dapat melakukan pengisian ulang apabila dibutuhkan.

Menyinggung masalah Refrigerant, Refrigerant merupakan fluida yang digunakan untuk mendinginkan lingkungan bersuhu rendah dan membuang panas ke lingkungan yang bersuhu tinggi. Salah satu refrigeran paling terkenal saat ini adalah CFC alias FREON (R-11, R-12, R-21, R-22 dan R-502). berikut merupakan jenis dari refrigeran :

1. CFC (Chloro-Fluoro-Carbon) alias R22 memegang peranan penting dalam sistem refrigerasi, sejak ditemukan pada tahun 1930. Hal ini dikarenakan CFC memiliki properti fisika dan termal yang baik sebagai refrigeran, stabil, tidak mudah terbakar, tidak beracun dan kompatibel terhadap sebagian besar bahan komponen dalam sistem refrigerasi. Akan tetapi setelah masyarakat mengetahui hipotesa bahwa CFC termasuk Ozone Depleting Substance (ODS), yaitu zat yang dapat menyebabkan kerusakan ozon, masyarakat mulai mencoba melakukan penghentian pemakaian ODS dan dituangkan ke dalam beberapa konvensi, seperti Vienna Convention pada bulan Maret 1985, Montreal Protocol pada bulan September 1987 dan beberapa amandemen lainnya. Pemerintah Indonesia telah meratifikasinya melalui Keppres RI No. 23 tahun 1992.

2. R134a sebagai salah satu alternatif memiliki beberapa properti yang baik, tidak beracun, tidak mudah terbakar dan relatif stabil. R-134a juga memiliki kelemahan di antaranya, tidak bisa dijadikan pengganti R-12 secara langsung tanpa melakukan modifikasi sistem refrigerasi (drop in subtitute), relatif mahal, dan masih memiliki potensi sebagai zat yang dapat menyebabkan efek pemanasan global karena memiliki Global Warming Potential (GWP) yang signifikan. Selain itu R-134a sangat bergantung kepada pelumas sintetik yang sering menyebabkan masalah dengan sifatnya yang higroskopis.

Alternatif lain yang ditawarkan adalah refrigeran hidrokarbon. Sebenarnya hidrokarbon sebagai refrigeran sudah dikenal masyarakat sejak 1920 di awal teknologi refrigerasi bersama fluida kerja natural lainnya seperti ammonia, dan karbon dioksida. Hidrokarbon yang sering dipakai sebagai refrigeran adalah propana (R-290), isobutana (R-600a), n-butana (R-600). Campuran yang sering digunakan di antaranya R-290/600a, R-290/600 dan R-290/R-600/R-600a.

Hidrokarbon memiliki beberapa kelebihan seperti ramah lingkungan, yang ditunjukkan dengan nilai Ozon Depleting Potential (ODP) nol, dan GWP yang dapat diabaikan, properti termofisika dan karakteristik perpindahan kalor yang baik, kerapatan fasa uap yang rendah, dan kelarutan yang baik dengan pelumas mineral.

Pemakaian hidrokarbon dengan isu hemat energi dan ramah lingkungan masih belum bisa diterima secara luas seperti pemakaian freon sebagai refrigeran. Hal ini disebabkan oleh kekhawatiran masyarakat akan sifat hidrokarbon yang bisa terbakar. Sifat ini sebenarnya tidak membahayakan jika digunakan sesuai prosedur yang benar. Untuk memahami bekerja dengan prosedur yang benar, mau tidak mau diperlukan pengetahuan tentang karakteristik hidrokarbon. Seperti pepatah mengatakan, “tak kenal maka tak sayang”, kita tidak akan mau menggunakan hidrokarbon jika tidak mengenalnya.

 
REFRIGERAN DAN ASPEK LINGKUNGAN

Refrigeran kelompok halokarbon merupakan refrigeran sintetik karena tidak terdapat di alam secara langsung. Refrigeran ini mempunyai satu atau lebih atom dari golongan halogen; khlorin, fluorin dan bromin.Meskipun dari segi teknik refrigeran ini mempunyai sifat yang baik, seperti kestabilan yang tinggi, tidak mudah terbakar dan tidak beracun, refrigeran ini termasuk ODS. Jika gas CFC yang memiliki dua atom khlorin terlepas ke udara dan terkena sinar ultraviolet akan terurai. Atom khlorin (Cl) akan terlepas dan bereaksi dengan ozon (O3) mengambil satu atom oksigen dari ozon untuk membentuk khlorin monoksida dan oksigen. Khlorin monoksida akan bereaksi dengan atom oksigen lainnya membentuk molekul oksigen dan atom khlorin membentuk oksigen. Atom khlorin hanya beraksi sebagai katalis dalam reaksi. Oleh karena itu satu atom khlorin mampu terus menerus mengubah ozon menjadi oksigen melalui ribuan reaksi sejenis.

Dengan menipisnya lapisan ozon, lapisan pelindung yang terletak pada ketinggian sekitar 15-50 km di atas permukaan bumi, radiasi ultraviolet dari matahari akan langsung sampai ke bumi yang dapat menyebabkan gangguan kesehatan dan gangguan keseimbangan ekosistem.

KARAKTERISTIK TERMOFISIKA HIDROKARBON

Pemilihan hidrokarbon sebagai refrigeran alternatif ramah lingkungan pengganti CFC dan HCFC harus memperhatikan beberapa hal diantaranya titik didih pada tekanan normal , kapasitas volumetrik dan efisiensi energi. Titik didih harus diperhatikan untuk menjamin apakah tekanan operasi sama dengan CFC untuk menghindari keperluan penggantian peralatan tekanan tinggi seperti kompresor.

Salah satu refrigeran hidrokarbon yang digunakan sebagai contoh dalam makalah ini adalah MUSICOOL, yang diproduksi oleh Pertamina Unit pengolahan III Plaju. Sifat fisika refrigeran hidrokarbon MUSICOOL berdasarkan pengujian laboratorium Pertamina ditampilkan pada Tabel 2, yang menunjukkan bahwa hidrokarbon MUSICOOL (MC) mampu menggantikan refrigeran sintetik (CFC, HCFC, HFC) secara langsung tanpa penggantian komponen sistem refrigerasi. MC-12 menggantikan R-12, MC-22 menggantikan R-22 dan MC-134 menggantikan R-134a. Sifat fisika dan termodinamik hidrokarbon MUSICOOL memberikan kinerja sistem refrigerasi yang lebih baik, keawetan umur kompresor, dan hemat energi. Beberapa parameter perbandingan kinerja MUSICOOL terhadap refrigeran sintetik pada system refrigerasi dengan beban 1 TR pada suhu kondensasi 100 oF dan suhu evaporator 40 oF. (*)

SIFAT-SIFAT REFRIGERAN

Sifat – sifat refrigerant yang harus dipenuhi untuk kebutuhan mesin pendingin adalah :

1. Tekanan penguapan harus cukup tinggi. Sebaiknya refrigeran memiliki temperatur pada tekanan yang lebih tinggi, sehingga dapat dihindari kemungkinan terjadinya vakum pada evaporator dan turunnya efisiensi volumetrik karena naiknya perbandingan kompresi.
2. Tekanan pengembunan yang tidak terlampau tinggi. Apabila tekanan pengembunannya terlalu rendah, maka perbandingan kompresinya menjadi lebih rendah, sehingga penurunan prestasi kondensor dapat dihindarkan, selain itu dengan tekanan kerja yang lebih rendah, mesin dapat bekerja lebih aman karena kemungkinan terjadinya kebocoran, kerusakan, ledakan dan sebagainya menjadi lebih kecil.
3. Kalor laten penguapan harus tinggi. Refrigeran yang mempunyai kalor laten penguapan yang tinggi lebih menguntungkan karena untuk kapasitas refrigerasi yang sama, jumlah refrigeran yang bersirkulasi menjadi lebih kecil.
4. Volume spesifik ( terutama dalam fasa gas ) yang cukup kecil. Refrigeran dengan kalor laten penguapan yang besar dan volume spesifik gas yang kecil ( berat jenis yang besar ) akan memungkinkan penggunaan kompresor dengan volume langkah torak yang lebih kecil. Dengan demikian untuk kapasitas refrigerasi yang sama ukuran unit refrigerasi yang bersangkutan menjadi lebih kecil. Namun, untuk unit pendingin air sentrifugal yang kecil lebih dikehendaki refrigeran dengan volume spesifik yang agak besar. Hal tersebut diperlukan untuk menaikkan jumlah gas yang bersirkulasi, sehingga dapat mencegah menurunnya efisiensi kompresor sentrifugal.
5. Koefisien prestasi harus tinggi. Dari segi karakteristik thermodinamika dari refrigeran, koefisien prestasi merupakan parameter yang terpenting untuk menentukan biaya operasi.
6. Konduktivitas termal yang tinggi. Konduktivitas termal sangat penting untuk menentukan karakteristik perpindahan kalor.
7. Viskositas yang rendah dalam fasa cair maupun fasa gas. Dengan turunnya tahanan aliran refrigeran dalam pipa, kerugian tekanannya akan berkurang.
8. Konstanta dielektrika dari refrigeran yang kecil, tahanan listrik yang besar, serta tidak menyebabkan korosi pada material isolator listrik. Sifat-sifat tersebut dibawah ini sangat penting, terutama untuk refrigeran yang akan dipergunakan pada kompresor hermetik.
9. Refrigeran hendaknya stabil dan tidak bereaksi dengan material yang dipakai, jadi juga tidak menyebabkan korosi.
10. Refrigeran tidak boleh beracun dan berbau merangsang.
11. Refrigeran tidak boleh mudah terbakar dan mudah meledak