modul mpp101- introduction to refrigeration

Kod Kertas C-010-1(M01-C01)/LE01-LG02/LS 1.1-1.4 of 10

KURSUS TEKNOLOGI PENYEJUKAN DAN PENYAMANAN UDARA - DOMESTIK

Module 01 - INTRODUCTION TO REFRIGERATION

Competency 01 - UNDERSTAND ORIENTATION AND INTRODUCTION TERMINOLOGY

Learning Standard1.1 Development of refrigeration1.2 Discuss basic refrigeration terms1.3 Methods of heat transfer1.4 Basic refrigeration cycle

Performance Criteria

1.1.1 Explain the history of refrigeration1.1.2 Explain correctly the uses of refrigeration at early and modern

application 1.1.3 Explain correctly how a mechanical refrigerator operates1.2.1 Describe the terms heat, heat flow, cold and cold preserve food 1.3.1 Discuss and understand correctly the methods of heat transfer1.4.1 Name four major components in refrigeration cycle1.4.2 Draw correctly the refrigeration cycle circuit1.4.3 Use the pressure temperature chart to explain the refrigeration

cycle1.4.4 Define temperature, states and pressure and where they are

found in refrigeration system1.4.5 Discuss and understand the states of the refrigerant throughout

the system

TAJUK MEMAHAMI ORIANTASI DAN PENGENALAN KEPADA TERMINOLOGY

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Modul 01(S.01) - Kertas Penerangan Unit Penyejukan dan Penyamanan Udara KV SEPANG 2012 (Versi 1)

KOLEJ VOKASIONAL SEPANGKEMENTERIAN PELAJARAN MALAYSIA

43800,DENGKIL,SELANGOR

KERTAS PENERANGAN


Memahami oriantasi dan pengenalan kepada terminologi

1.0 Pengenalan kepada sistem penyejukan

Sistem penyejukkan didefnisikan sebagai proses pemindahan haba dari satu tempat yang tidak diperlukan kesatu tempat yang memerlukan. Haba yang tidak diperlukan pada suatu tempat, ruang ataupun bahan perlulah dipindahkan untuk menjadikan sesuatu tempat, ruang ataupun bahan menjadi sejuk atau nyaman. Proses ini dipanggil “refrigerated cordinarily” ( hukum penyejukan ) dimana haba akan dipindahkan dari tempat yang panas ke tempat yang sejuk.

Refrigeration ditakrifkan sebagai satu proses menjadikan sesuatu itu sejuk. Manakala sejuk pula boleh ditakrifkan sebagai suatu keadaan tanpa haba. Oleh sebab itu, refrigeration ialah proses pemindahan atau pembuangan haba dari satu bahan samada pepejal , cecair, mahupun gas.

1.1 Sejarah penyejukan (History of refrigeration)

Sistem penyejukan dan penyaman udara adalah satu sistem yang sangat penting kepada manusia pada masa kini. Terdapat berbagai-bagai jenis dan model direka untuk memenuhi permintaan pengguna. Seawal kehidupan manusia, manusia mengenali bahawa bahan sejuk adalah suatu medium yang sesuai digunakan untuk memindahkan haba. Oleh itu salji dan ais adalah diperlukan untuk tujuan pemindahan haba tersebut. Salji digunakan untuk menyimpan daging dan sebagainya supaya tahan lebih lama.

Orang China mempelajari bagaimana ketulan ais batu ini boleh menyegarkan minuman . Mereka memotong beberapa ketulan ais di dalam tasik semasa musim sejuk dan disimpan dan dijual dalam musim panas. Mengikut sejarah juga ,orang China adalah manusia yang pertama memperkenalkan minuman yang dicampurkan dengan ais dan ia menjadikan minuman lebih sejuk dan lebih sedap untuk diminum.

Orang – orang Greek dan Roman mempergunakan hamba abdi untuk membawa salji dari pergunungan dan disimpan ditempat yang dikhaskan berbentuk seperti kun untuk tujuan menyejukan makanan. Bagitu juga dikalangan penduduk Egypt yang mendapati bahawa air yang disimpan didalam tempayan yang diperbuat daripada tanah lebih sejuk daripada air yang disimpan ditempat lain. Tempayan yang berisi air tadi disimpan diatas bumbung disebelah matahari jatuh .



Apabila malam, suhu bertukar menjadi sejuk . Ini menyebabkan suasana sekeliling bertukar menjadi lembab. Kelembapan akan mempengaruhi suhu air dalam tempayan. Dalam masa yang sama proses pemeluwapan (evaporation) berlaku dan menyebabkan air berubah sifat menjadi sejuk.

1.2 Pembangunan sistem penyejukan

Sejarah pembangunan sistem penyejukan bermula disekitar tahun 1626. Francis Bacon adakah manusia pertama yang memikirkan bahawa sistem penyejukan adalah sangat penting untuk menyimpan makanan. Beliau telah membuat satu penyelidikan dengan menyimpan daging ayam didalam satu tempat khas yang diisi dengan salji.Belaiu telah mendapati bahawa daging ayam yang disimpan didalam tempat yang diisi dengan salji dapat mengawal pembiakan bakteria.

Selepas penemuan yang pertama oleh Francis Bacon pada tahun 1626 dengan menggunakan salji, pada tahun 1834 terciptalah reka bentuk mesin refrigeration yang pertama. Reka bentuk sistem penyejukan yang pertama ini telah ditemui selepas 208 tahun berlalu.Tujuh Belas tahun kemudian, dalam tahun 1851 Dr. John Gorerie of Apalachicola dari Florida telah dianugerahkan sebagai pereka perubahan dan pembuatan ais. Unit buatan beliau digunakan di United States Marine Hospital di Apalachicola ,untuk tujuan perubatan.

Pada tahun ,1910 Sear Reback And Company telah berjaya mencipta Domestik Refrigerator yang pertama.Domestik Refrigerator ini mampu menghasilkan 25 pound ( 11-34 kg ) ais ,tetapi mesin ini hanya boleh digunakan dalam masa yang singkat sahaja. J.L Larsen telah mengeluarkan peti sejuk yang pertama pada tahun 1913 yang dijalankan secara manual. Namun begitu penggunaannya tidak begitu meluas. Pada tahun 1918 sebuah syarikat yang terkenal Kalvinator Company telah berjaya menghasilkan peti sejuk yang pertama yang beroperasi secara automatik . Ini membuka lembaran baru dalam menghasilkan produk peti sejuk.

Bermula dari penemuan yang pertama inilah sehingga tahun 1920 sebanyak 200 buah peti sejuk telah berjaya dijual oleh syarikat tersebut. Pada tahun 1926 , peti sejuk yang pertama menggunakan seal hermatik compressor telah dikeluarkan . Peti sejuk yang menggunakan Seal Hermatik Compressor ini telah dikeluarkan oleh syarikat General Electric.Tidak lama kemudian Syarikat Elextrolux pula memperkenalkan Automatic Absobtion Unit.


Haba disingkirkan keluar ke udara luar dari refrigerant

Bahagian Tekanan TinggiBahagian Tekanan Rendah

(Tekanan Rendah) (Tekanan Tinggi)

Haba dipindahkan dari beban penyejukan kepada refrigerant

Cecair tekanan rendahCecair tekanan tinggi

Gas tekanan tinggiGas tekanan rendah

Prinsip kendalian sistem penyejukan


Dalam jangka masa yang agak lama iaitu lebih kurang 300 tahun, maka wujudlah sebuah unit penyejukan yang mana sampai kehari ini ia digunakan dengan secara meluas. Suatu ketika dulu sistem penyejukan hanya digunakan oleh golongan atasan sahaja. Tapi masa kini, ia merupakan keperluan asas tidak kira golongan sederhana atau golongan atasan.

Teknologi penyejukan semakin berkembang maju dan lebih canggih. Pada masa kini unit-unit penyejukan lebih mesra alam dengan penggunaan bahan pendingin bebas CFC dan kurang menggunakan tenaga berbanding dengan unit-unit yang terdahulu tetapi mempunyai kecekapan penyejukan yang lebih tinggi.

Kemungkinan pada masa-masa hadapan peti-peti sejuk akan bebas terus dari penggunaan sebarang bahan kimia dan dapat menggunakan magnet untuk penyejukan.

1.2 Prinsip kendalian sistem penyejukan

Sistem penyejukan dikendalikan oleh empat komponen asas; iaitu;

i. Pemampat (compressor)ii. Pemeluwpa (condenser)iii. Peranti pemeteran (metering device)iv. Penyejat (evaporator)



Pemamapat berfungsi untuk menyenggara tekanan tinggi dan rendah sistem penyejukan. Ia berfungsi seperti jantung kepada sstem. Pemampat akan menyedut gas tekanan dan suhu rendah dari penyejat untuk dimampatkan menjadi gas tekanan dan suhu tinggi . Gas tekanan dan suhu tinggi ini terus dianjakkan ke pemeluwap.

Fungsi pemeluwap pula ialah untuk menyingkirkan haba yang diserap oleh refrigerant ke udara luar secara perolakan udara biasa atau secara perolakan udara paksa. Apabila haba dari gas refrigerant bertekanan dan suhu tinggi disingkirkan dipemeluwap, bentuk gas refrigerant akan bertukar kepada cecair bertekanan dan suhu tinggi.

Cecair refrigerant tekanan dan suhu tinggi ini akan dialirkan ke penyejat melalui peranti pemeteran. Peranti pemeteran ialah komponen yang mengawal kadar aliran cecair refrigerat dari bahagian tekanan tinggi ke bahagian tekanan rendah sistem. Peranti pemeteran juga berfungsi untuk menurunkan tekanan cecair refrigerant supaya ianya menjadi cecair refrigerant bersuhu rendah sebelum masuk ke penyejat.

Cecair refrigerant bersuhu rendah di dalam penyejat akan menyerap beban haba penyejukan . Proses ini menyebabkan cecair refrigerant tekanan dan suhu rendah itu akan bertukar menjadi gas refrigerant tekanan rendah suhu rendah. Gas refrigerant tersebut akan disedut semula oleh pemampat untuk mengulangi kitaran penyejukan.

2. Haba

Prinsip kitaran penyejukan ialah satu proses pemindahan haba. Haba ialah sejenis tenaga yang tidak dapat dibentuk atau dimusnahkan.Haba dapat diperolehi dengan menukarkan satu tenaga kepada satu tenaga yang lain. Haba boleh dibahagikan kepada beberapa kelas, iaitu haba eletrik, haba mekanik, haba nukleus, haba suria dan haba kimia.

Contoh :

a. Tenaga elektrik ditukarkan kepada tenaga mekanik atau tenaga sawat bagi menggerakkan ‘compressor’.

b. Tenaga suria boleh menjalankan sistem penyaman udara suria.c. Tenaga mekanik boleh menjalankan sistem penyaman udara kendaraan.

Haba berpindah dari satu tempat ke satu tempat atau dari satu bahan ke satu bahan lain melalui berbagai-bagai cara. Proses pemindahan haba berlaku dari suhu yang tinggi kesuhu yang rendah dan berhenti apabila suhu kedua-duanya seimbang.

.


Pengaliran

Olakan

Sinaran

Punca Haba

Arah Pengaliran Haba

Perpindahan haba secara pengaliran


Cara haba berpindah.

2.1 Perpindahan haba

Haba dapat dipindahkan dengan tiga kaedah, iaitu;

i. Kaedah pengaliranii. Kaedah perolakaniii. Kaedah pancaran atau sinaran

i. Kaedah pengaliran

Proses ini berlaku apabila haba berpindah dari satu benda atau bahan yang sama atau dua benda yang bersentuhan.

Contohnya : Plat keluli lembut yang dipanaskan dengan menggunakan api kimpalan gas. Pada peringkat awalnya hanya tempat yang terkena api sahaja yang akan panas. Tetapi lama kelamaan keseluruh plat tersebut akan menjadi panas.


Pergerakan molikul-molikul air

Perpindahan haba secara perolakan

Perpindahan haba secara pancaran

Pancaran suria


ii. Kaedah perolakan

Proses perpindahan haba secara perolakan berlaku apabila cecair atau gas dipanaskan atau disejukan.Dalam proses perolakan molikul-molikul bahan yang dipanaskan akan mengembang dan lebih ringan daripada molikul sejuk. Dalam keadaan tersebut molikul yang ringan akan naik ke atas dan apabila menjadi berat, molikul itu akan bergerak kebawah.

Contohnya:Proses memanaskan air. Air di bahagian bawah bekas akan menerima haba dahulu dan begerak ke atas dan air yang lebih rendah suhunya di bahagian atas bekas akan bergerak ke bawah secara olakan.

iii. Kaedah pancaran atau sinaran

Sinaran adalah proses pemindahan haba secara terus tanpa melalui perantaraan dari bahan bersuhu tinggi kepada bahan bersuhu rendah melalui ruang udara yang kosong.

Contohnya :

Sinaran cahaya matahari yang memancarkan ke bumi. Bahan-bahan yang terdedah kepada cahaya matahari akan menjadi panas. Adakalanya bahan yang terkena cahaya matahari ini akan terbakar.

Unit-unit Haba.

a) Unit imperial, yang menggunakan sukatan unit haba British – BTU.b) Unit metrik, yang menggunakan sukatan dalam unit kalori dan joule.

Unit Haba BTU (British Thermal Unit)

Unit ini lebih dikenali dengan ‘BTU’.

1 BTU bermaksud jumlah kandungan haba yang diperlukan bagi menaikkan suhu 1 lb air pada 1F.Berat dikira dalam sebutan paun dan suhu disukat dengan darjah Fahrenheit.


pemampatpenyejat

pemeluwapPeranti pemeteran

aliran

Haba diserap

Haba diingkir

Kitar Penyejukan Asas

Gas tekanan tinggi

Cecair tekanan tinggi

Cecair tekanan rendah

Gas tekanan rendah


1.3 Kitaran asas penyejukan

Kitar penyejukan asas ialah suatu kitaran yang menunjukkan bagaimana bahan pendingin mengalir ke seluroh sistem yang mengandungi empat komponen utama iaitu pemampat,pemeluwap,peranti pemeteran dan penyejat.

Pemampat akan menyedut wap bahan pendingin dari saluran sedutan dan memampatkanya menjadi tekanan tinggi dan suhu tinggi, lalu disingkirkan ke pemeluwap melalui saluran nyahcas.

Pemeluwap berfungsi untuk menyingkirkan haba yang terhasil daripada proses mampatan dan proses sejatan dari penyejat. Semasa haba disingkirkan, proses pemeluwap berlaku dimana wap bahan pendingin bertukar bentuk menjadi cecair bahan pendingin.Tekanan dan suhu cecair bahan pendingin masih tinggi dan mengalir ke peranti pemeteran.

Peranti permeteran berfungsi untuk merendahkan tekanan dan juga suhu cecair bbhaan pendingin ke penyejat.

Penyejat berfungsi untuk menyerap haba dari ruang yang didinginkan .Semasa penyerapan haba, berlaku proses sejatan cecair iaitu cecair bahan pendingin bertukar menjadi wap yang bersuhu rendah dan bertekanan rendah.Seterusnya, bahan pendingin mengalir ke pemampat dan kitaran bermula lagi


5

6

8 1

24 3

7

CECAIR WAP

Garisan tekanan rendah

Garisan tekanan tinggi

Kawasan cecair sub-dingin

Kawasan wap haba lampauKawasan campuran cecair dan wap

Garisan wap tepu

Garisan cecair tepu

Enthalpi

Tekanan m

utlak

Kitran Penyejukan Asas




SOALAN TUTORIAL

1. Nyatakan definasi haba.

…………........................................................…………………………………………………

........................................................……………………………………………………………

2. Nyatakan kaedah perpindahan haba.

…………........................................................…………………………………………………

........................................................……………………………………………………………

........................................................……………………………………………………………

3. Apakah yang dimaksudkan dengan haba deria.

…………........................................................…………………………………………………

........................................................……………………………………………………………

4. Apakah yang dimaksudkan dengan haba pendam pelakuran.

…………........................................................…………………………………………………

........................................................……………………………………………………………

5. Apakah yang dimaksudkan dengan haba tentu.

…………........................................................…………………………………………………

........................................................……………………………………………………………

RUJUKAN:

1. Hamdan b. Ali, Shawaludin b. Md Aris, Mat Misiah b. Ayob. 1989. “Teknologi Penyejukan dan Penyamanan Udara”. Edusystem Sdn. Bhd. (EDU). 117


modul mpp101- introduction to refrigeration

Documents