gas bahan pendingin
TRANSCRIPT
Bahan Pendingin
IKML 1
BAHAGIAN PENDIDIKAN DAN LATIHAN
(KEMAHIRAN) MARA
KERTAS PENERANGAN
3. GAS BAHAN PENDINGIN
AIR CONDITION
Bahan Pendingin
IKML 2
TAJUK: GAS BAHAN PENDINGIN
TUJUAN:
Kertas penerangan ini menerangkan kepada pelatih-pelatih tentang bahan
pendingin, sifat-sifat serta langkah-langkah keselamatan mengendalikan bahan
pendingin.
PENERANGAN:
Haba disingkirkan dari sistem penyejukan oleh bahan pendingin. Setiap
cecair yang mempunyai takat didih hampir dengan ttakat beku air boleh dijadikan
bahan pendingin. Walau badaimanapun, bahan pendingin yang baik tidak semestinya
mempunyai suhu takat didih yang rendah.
Bahan dingin yang baik mestilah mempunyai ciri-ciri sperti iaitu tidak
beracun, tidak mudah meletup dan tidak kakis kepada komponen. Selain itu, kualiti-
kualiti lain seperti kesan-kesan bahan pendingin pada haba dan suhu, isipadu dan
ketumpatan, tekanan, sifat-sifat kimia dan fizikal bahan pendingin mestilah
diambilkira juga.
Sifat-Sifat Bahan Pendingin Yang Baik
Fungsi bahan pendingin ialah untuk menyerap haba. Cecair bahan
pendingin yang berada di penyejat akan bertukar menjadi gas dan menyingkirkan
haba ini di peluwap. Di pemeluwap,gas bahan pendingin bertukar menjadi cecair.
Bahan pendingin yang baik mestilah mempunyai sifat-sifat seperti berikut:
a) Kesan pada haba dan suhu;
1. Haba pendam pewapan bahan pendingin mestilah tinggi. Ini
membolehkan kuantiti bahan pendingin yang sedikit menyerap haba
dengan banyak.
2. Takat beku bahan pendingin mestilah rendah daripada suhu yang
terdapat dimana-mana bahagian dalam sistem itu. Jika ini tidak
diambil kira, bahan pendingin mungkin membeku di penyejat dan
menyebabkan sistem tidak dapat bekerja dengan sempurna.
b) Ketumpatan isipadu bahan pendingin;
1. Ketumpatan bahan pendingin hendahlah tinggi. Saluran cecair yang
kecil boleh digunakan.
2. Isipadu wap bahan pendingin mestilah sekecil mungkin. Ini
membolehkan penggunaan saluran sedutan dan singkiran yang
kecil. Hal ini dapat menjimatkan perbelanjaan ke atas komponen-
komponen.
c) Kesan tekanan kepada bahan pendingin;
1. Perbezaan tekanan bahan pendingin pada bahagian tinggi dan
rendah seboleh-bolehnya hendaklah rendah.
2. Apabila tekanan pemeluwap rendah, alat-alat yang ringin dapat di
gunakan dan kebocoran dapat dielakan.
d) Sifat-sifat kimia bahan pendingin;
1. Mestilah tahan pada suhu dan tekanan operasi yang terdapat pada
sistem tanpa berubah sifatnya.
Bahan Pendingin
IKML 3
2. Tidak mudah terbakar dan meletup, sama ada dalam bentuk gas atau
cecair semasa bercampur dengan minyak.
3. Tidak berkarat dan tidak bertindakbalas terhadap alat-alat sistem.
4. Tidak beracun dan memberi kesan sampingan kepada hidup-
hidupan separti manusia, tumbuhan dan binatang.
e) Sifat-sifat bahan pendingin;
1. Tidak mudah terbakar.
2. Boleh larut dengan minyak supaya pelinciranberkesan.
3. Tidak berbahaya apbila yindak balas dengan minyak walaupun
dengan kehadiran kelembapan.
4. Mempunyai rintangan tinggi pada elektrik. Ini untuk mengelakkan
pengaliran arus elektrik pada sistem.
f) Mengenal bahan pendingin dengan nombor
Bahan pendingin dapat dikenali melalui nombor. Biasanya, nombor ini
bermula dengan R, bermaksud bahan pendingin. Bahan dingin yang biasa
digunakan dalam sistem penyejukan dan penyaman udara R-11, R12, R-22, R-
500, R-502, R-503, R504, R-717.
g) Kumpulan bahan pendingin;
Bahan pendingin terbahagi kepada tiga kumpulan:
• Kumpulan pertama – yang paling selamat digunakan
• Kumpulan kedua - beracun dan sesetengahnya mudah terbakar.
• Kumpulan ketiga - mudah terbakar.
Bahan Pendingin Kelas Pertama
a) R-11 Trikloromono Florometana CCI3F
b) R-12 Diklorodiflorometana CCI2F2
c) R-22 Monoflorodiflorometena CHCIF2
d) R-500 73.8% R-12 dan 26.2% R-152a CCI2F2/ CH3CHF2
e) R-502 48.8% dan 51.2% R-115 CHIF2/ CCIF2CF3
f) R-503 41.1% R-23 dan 59.9% R-13 CHF3/ CCIF3
g) R-504 48.2% R-32 dan 51.8% R-115 CH2 F2/ CF3 CCIF2
h) R-774 Karbon Dioksida CO2
Bahan dingin yang biasa dan banyak digunakan dalam sistem penyejukan
dan penyamanan udara ialah R-12, R-22, R-11 dan R-502. Oleh itu, kertas penerangan
ini hanya memberikan penerangan tentang sifat-sifat bahan pendingin yang biasa
digunakan sahaja.
a) R-12 Diklorodiflorometana CCI2F2
R-12 ialah bahan pendingin yang paling biasa digunakan. Sifat-sifat ialah tidak
berbau, tidak berwarna dan mempunyai takat didih yang rendah iaitu –29.7°C
pada tekanan atmosfera. Ini juga tidak berracun, tidak mengakis, tidak
mengganggu keselesaan (irritating) dan tidak mudah terbakar.
Bahan dingin ini stabil pada suhu yang tinggi sehingga 550°C. Suhu ini sangat
sesuai untuk suhu operasi semua bahan mekanisme penyejukan dan pelinciran.
Bahan Pendingin
IKML 4
Walaupun R-12 mempunyai haba pendam yang agak endah tetapi ia sesuai juga
digunakan pada sistem penyejukan yang kecil, biasanya R-12 digunakan pada
pemampat salingan putar dan empar.
Tekanan R-12 pada suhu -15°C ialah 0.830 kg/cm3 dan pada suhu 30°C ialah 6.56
kg/cm3. Haba pendam suhu -15°C ialah 159 J/g.
Kebocoran R-12 boleh dikesan dengan menggunakan beberapa alat seperti lampu
halida, pengesan elektronik dan buih sabun.
Kandungan kelembapan R-12 sangat kritikal berbanding dengan R-22 dan R-502.
Larut dalam minyak hingga ke suhu -68°C bagi membolehkan melalui penyejat.
Bahan dingin R-12 akan terasing daripada minyak pada suhu -68°C ke bawah.
Oleh kerana suhu pendingin R-12 lebih berat, minyak akan terapung di atasnya.
Sekarang terdapat bahan pendingin yang baru. Genetron 12/31 yang boleh
digunakan sebagai pengganti R-12 dan R-31. Nama kimia R-31 ialah
monoklorometana florometana. Kandungan kimianya ialah CCI2 F2 78% dan
CH2CIF 22%. Haba pendam pewapan dan tekanan bahagian tingginya agak tinggi
sedikit daripada R-12. Suhu kritikalnya ialah 1180 C
b) R-22 Monoklorodiflorometana CHCIF2
R-22 biasa digunakan pada sistem penyejukan yang memerlukan suhu penyejat
yang rendah. Satu contoh ialah unit penyejukan pantas (fast freezing), diman suhu
boleh mencapai –290
C ke –400C. Unit ini boleh digunakan juga pada sistem
penyamanan uadar dan peti sejuk rumah. Pemampat-pemampat yang biasa
digunakan bersama R-22 ialah pemampat salingan dan empar. Untuk
mendapatkan suhu rendah (-400C) apabila menggunakan R-22, sistem tersebut
mestilah beroperasi diatas paras tekanan atmosfera dan tidak di bawah tekanan
tesebut.
Takat didih R-22 ialah -410C pada tekanan atmosfera. Haba pendamnya ialah
216J/ pada -150C. Tekanan bahagian tinggi pada 30
0C ialah 11.1kg/cm
2. Tekanan
penyejat R-22 ialah 1.96 kg/cm2 pada -15
0C.
Oleh kerana R-22 bercampur dengan air, bahan pengering dalam kuantiti yang
banyak diperlukan untuk mengeringkannya. R-22 juga larut dalam minyak
hingga suhu yang rendah iaitu -90C. Walau bagaimanapun, R-22 masih kekal
berkeadaan bendalir untuk mengalir ke saluran sedutan hingga suhu -400C. Hal
ini demikian kerana minyak lebih ringan daripada bahan pendinginpada suhu ini
(-400C) dan ini menyebabkannya terapung.
Kebocoran R-22 dapat dikesan dengan menggunakan alat-alat seperti pengesan
kebocoran elektronik, buh sabun dan lampu halida.
c) R-11 Trikloromonoflorometana CCI3F
R-11 biasanya digunakan sebagai bahan pencuci untuk mencuci bahagian dalam
pemampat kecil semasa membaik pulih sistem. R-11 digunakan pada sistem yang
pemampatnya telah terbakar atau sistem yang telah terbakar atau sistem yang
dimasuki kelembapan. Membuang kelembapan dengan memasukkan R-11 boleh
memendekkan masa pengvaksi. R-11 adalah satu bahan pencuci yang paling baik
Bahan Pendingin
IKML 5
untuk proses diatas. Bahan pendingin ini juga boleh digunakan pada sistem besar
empar.
R-11 mempunyai tekana rendah 609.6 mmHg pada suhu -150C dan tekanan tinggi
1.28 kg/cm2 mutlak pada suhu 30
0C. Haba pendamnya ialah 196 J/g pada suhu -
150C. Suhu takat didih pada tekanan atmosfera ialah 23.7
0C.
Kebocoran R-11 dapat dikesan dengan menggunakan lampu halida, pengesan
kebocoran elektronik dan buih sabun.
d) Campuran azeotropik
Bahan pendingin Azeotropik ialah campuran cecair bahan pendingin didih
maksimum dan minimum. Walau bagaimanapun campuran ini dianggap sebagai
satu jenis bahan pendingin.
Campuran Azeotropik biasa digunakan bersama pemampat salingan.
e) R-502 (R-22+ R-115) CHCIF2CF3
Bahan pendingin R-502 ialah campuran 48.8% R-22 dan 51.2% R-115. R-502
tidak mudah terbakar, berkarat atau beracun. Sesuai untuk sistem sederhana dan
rendah yang bersuhu diantara –180C hingga –51
0C.
Kegunaan R-502 pada sistem sederhana dan suhu rendah seperti:
1. peyimpan aiskrim.
2. Tempat papar makanan sejuk beku.
3. Tempat simpanan sejuk beku.
4. Loji pemprosessan makanan sejuk beku
5. Digunakan dengan pemampat salingan.
Sifat-sifat R-502 :
1. Titik didihnya ialah –460C pada tekanan atmosfera.
Tekanan tinggi ialah 12.31 kg/cm2 pada suhu 30
0 C. Tekanan penyejatnya
ialah 2.53 kg/cm2 pada suhu –15
0C. Haba pendamnya pada suhu –
29.120C ialah 168.9 J/g.
Kebaikkan menggunakan R-502:
1. Tekanan dan suhu pemeluwapnya rendah dan ini memanjangkan hayat
injap pemampat dan bahagian-bahagian yang lain.
2. Kelikatan minyaknya yang tinggi membolehkan pelinciran lebih mudah
pada suhu pemeluwap yang rendah. Kebocoran dapat dikesan dengan
menggunakan pengesan elektronik, buih sabun dan lampu halida.
Bahan Pendingin
IKML 6
Bahan Pendingin Kumpulan Kedua.
Bahan pendingin kumpulan ini bersifat toksik, agak mudah tebakar dan mengganggu
keselesaan manusia jika tersedut. Diantara bahan pendingin kumpulan ini
termasuklah:
a) R-40 metil klorida CH3CI
b) R-160 etil klorida C2H5CI
c) R-611 metil formata C2H4O2
d) R-717 ammonia NH3
e) R-764 sulfur dioksida SO2
f) R-1130 dikloroetilena C2H2CI2
Bahan Pendingin Kumpulam Ketiga
Bahan pendingin ini mudah terbakar apabila bercampur dengan udara dan tidak
digunakan lagi. Bahan pendingin kumpulan ini adalah seperti berikut:
a) R-290 propana C3H3
b) R-600 butana C4H10
c) R-170 etana C2H6
Kod Warna Bagi Selinder Bahan Pendingin
Untuk memudahkan selinder bahan pendingin dikenali, kod warna digunakan. Ini
mustahak untuk mengelakkan sesuatu bahan pendingin daripada bercampur dengan
bahan pendingin yang lain pada sistem. Walau bagaimanapun seseorang mestilah
mengenali dan membaca pelekat bahan pendingin pada selinder. Sesetengah
pengusaha tidak menggunakan kod warna ini. Jadual di bawah menunjukkan warna
selinder bahan pendingin.
No. Bahan Pendingin Kod Warna Selinder R-11
R-12 R-13
R-22 R-500 R-50
Jingga Putih
Biru Muda Hijau
Kuning Ungu Perak
Bahan Pendingin
IKML 7
Jadual dibawah menunjukkan kegunaan bahan pendingin. Sejenis bahan pendingin
dapat digunakan untuk beberapa kegunaan. Sebahagian daripadajenis bahan pendingin
hanya disyorkan untuk beberapa jenis pemampat.
Biasanya sesuatu sistem bahan pendingin ditentukan oleh pembuatnya. Perkara-
perkara yang perlu diambil kira sebelum memilh bahan pendingin ialah:
a. Takat didih bahan dingin. Ini adalah untuk menentukan keupayaan sistem
pendingin tersebut.
b. Isipadu wap bahan pendingin yang dianjakkan untuk memperoleh penyejukan
yang diperlukan.
c. Haba pendamnya.
d. Suhu pengendalianyang diperlukan.
e. Saiz alat kelengkapan.
Jadual dibawah menunjukkan kegunaan bahan pendingin mengikut kesesuaian
pemampat;
Langkah-Langkah Keselamatan Semasa Menggunakan Bahan Pendingin
Kegunaan bahan pendingin Bahan pendingin
Peti sejuk domestik Pembeku makanan domestik Penyamanan udara kereta Penggunaan kriogenik (penyejukan menghasilkan suhu –1570C- 273.150C ) Penyamanan udara rumah Penyamanan udara (bangunan awam)
a. keupayaan rendah b. keupayaan sederhana c. keupayaan tinggi
Penyamanan udara kapal penumpang Penghantaran makanan beku Mengecutkan logam Proses industri Pembersih dan penyerapan kelembapan
R-12,R-22 R-12,R-22,R-502
R-12,R-134a
R-13,R-503 R-22,R-500
R-12,R-22
R-11,R-12,R-22 R-11,R-12
R-11,R-12,R-22 R-22,ais kering
Nitrogen R-11 R-11
Bahan pendingin Jenis pemampat R-11 R-12 R-22 R-500 R-502 R-503 R-13 R-113
Empar Salingan,empar,putar
Salingan.empar Salingan Salingan Salingan Salingan Empar
Bahan Pendingin
IKML 8
Walaupun kebanyakan bahan pendingin yang digunakan masa sekarang boleh
dikatakan tidak merbahaya, namun begitu langkah-langkah keselamatan perlu
diambilkira semasa menggunakan. Langkah-langkah keselamatan yang perlu diikuti
adalh seperti berikut:
a. Apabila berlaku kebocoran, tentukan bilik cukup pengalihudaraan sebelum
membaikinya. Periksa tekanan dengan memasang tolok.
b. Periksa jenis bahan pendingin sebelum mengecas untuk mengelakkan bahan
pendingin bercampuran. Jika bahan pendingin adalah dari jenis florokarbon,
jauhkan dari api. Ini adalah untuk mengelakkan daripada menjadi gas beracun
apabila bertemu dengan api.
c. Gunakan pelindung mata dan sarung tangan semasa mengecas. Ini untuk
mengelakkan mata, kulit dan tangan terkena bahan pendingin dan juga
mengelakkan kecederaan.
d. Mengecas mestilah dilakukan dibahagian tekanan rendah dalam bentuk wap bahan
dingin sahaja. Mengecas dengan cecair boleh merosakkan pemampat dan unit
boleh meletup.
e. Cecair bahan pendingin boleh membekukan kulit dan mengakibatkan “frost bite”.
Jika ini berlaku, basuh bahagian yang terkena bahan pendingin denga segera.
f. Kemalangan dengan bahan pendingin hendaklah dirawat dengan doktor.
g. Jangan mengisi bahan pendingin kedalam selinder servis sehingga penuh. Jika ini
dilakukan tekanan hidrostatik dalam selinder akan menyebabkan selinder meletup.
h. Simpan selinder bahan pendingin ditempat yang sejuk dan kering. Jangan
menggunakan selinder bahan pendingin sebagai roda (mengolekkannya).
i. Minyak yang terdapat dalam pemampat akan menjadi asid apabila pemampat
terbakar. Jangan disentuh minyak ini dengan tangan.
j. Kebanyakan bahan pendingin adalah lebih berat dari udara. Bahan ini pula boleh
bercampur dengan udara di dalam bilik jika berlaku sebarang kebocoran. Hal ini
boleh menyebabkan seseorang itu sesak nafas sekiranya tersedut udara yang
bercampur dengan bahan pendingin. Pastikan banyak pengalihudaran.
Selinder Bahan Pendingin
Terdapat tiga jenis selinder bahan pendingin:
a. selinder penyimpan
b. selinder servis.
c. Selinder buangan (guna-buang)
Selinder bahan pendingin dibuat daripada keluli aluminium. Selinder yang besar
mempunyai palam lebur untuk keselamatan apabila berlaku lebihan tekanan atau
terlampau panas.
a. Selinder penyimpan:
Biasanya,45kg ke 68kg bahan pendingin terkandung dalam selinder penyimpan.
Selinder ini lebih murah daripada selinder buangan.
Kebanyakan selinder penyimpan sekarang mempunyai dua injap. Satu untuk wap
dan satu lagi untuk cecair. Kita boleh memindahkan bahan pendingin dari selinder
penyimpan ke selinder servis dengan membuka injap yang mengeluarkan cecair.
Ini memudahkan kerja
Bahan Pendingin
IKML 9
mengecas. Kerja memindahkan bahan pendingin ini hendaklah berhati-hati.
Perhatikan agar bahan pendingin diisi ke dalam selinder tidak terlalu penuh.
Gunakan lat penimbang.
b. Selinder servis
Selinder servis biasanya mengandungi sebanyak 2 kg ke 11kg bahan pendingin.
Ini memudahkan seseorng juruteknik membuat servis. Injap selinder ini dipasang
dengan kembang 6mm (male flare). Kandungan bahan pendingin diisi daripada
selinder penyimpan.
c. Selinder buangan
Kebanyakan bahan pendingin yang biasa digunakan terdapat dalam kuantiti yang
kecil iaitu dari beberapa gram ke 14kg seperti selinder buangan.
A – Selinder penyimpan
B – Selinder servis
C – Selinder buangan
Gambarajah selinder
BAHAN PENDINGIN KEDUA
Bahan pendingin kedua ialah cecair dari sistem penyejukan yang menyerap haba
setelah disejukan oleh penyejat. Bahan pendingin kedua ini akan mengalami
perubahan suhu apabila ia menyerap haba dan haba ini akan diserap di penyejat.
Bahan pendingin kedua yang biasa digunakan ialah air, brin kalsium klorida,brin
natrium klorida,etilena dan propilena glisol, metanol ( metil alkohol) dan gliserin.
1. Air sebagai bahan pendingin
Air digunakan sebagai bahan pendingin kedua dan biasanya digunakan dalam
sistem penyamanan udara yang besar dan industri memproses bahan yang
memerlukan keadaan suhu yang sentiasa melebihi suhu beku. Air juga digunakan
pada sistem penyejukan jet stim.
Pada paras tekanan etmosfera, air mendidih pada 1000C. Satu kilogarm menyerap
haba sebanyak 2260 kJ semasa menukarkan cecair ke wap pada 1000C. Biasanya
Bahan Pendingin
IKML 10
kadar suhu semasa menggunakan air sebagai bahan pendingin ialah 70C ke atas.
Air menyerap haba dengan banyaknya semasa menukarkan cecair ke wap. Apabila
air bertukar menjai wap pada 7800 mikron, ia akan menghasilkan suhu 70C.
Oleh kerana air tidak boleh digunakan jika suhunya dibawah 00C, larutan brin
digunakan.
2. Brin sebagai bahan pendingin
Brin biasanya digunakan bersama-sama dengan sistem penyejukan gas ammonia
atau sistem penyerapan yang besar. Briin bahan pendingin kedua terdiri daripada
kalsium klorida (CaCI2) atau natrium klorida (NaCI) yang bercampur dengan air.
Suhu yang rendah daripada 00C digunakan untuk membekukan aus atau
penyejukan.
Sifat-sifat brin yang baik:
a. Harganya murah dan mudah didapati.
b. Berkeadaan stabil dan tidak berubah warna atau mutunya.
c. Tidak mudah terbakar.
d. Tidak berbau busuk, tidak berasa pahit tidak toksik.
e. Tidak terkakis.
f. Titik beku mestilah kecil, supaya saluran paip tidak mudah rosak atau
membahayakan sistem.
g. Kadar kelekatannya pada paip-paip saluran mestilah rendah supaya pam yang
kecil dapat digunakan.
h. Haba bandingan mestilah tinggi kerana ini membolehkan penyerapan haba yang
banyak dengan kualiti brin yang sedikit. Paip-paip yang kecil boleh digunakan.
Kadar kakis bagi brin: Kadar kakis bagi brin bergantung kepada kepekatannya. Jika
kepekatan brin bertambah, kadar kakis adalah kurang dan apabila kepekatannya
dikurangkan, kadar kakisnya adalah tinggi. Satu cara untuk mengekalkan mutu brin
ialah dengan menutup seluruh saluran supaya udara dari luar tidak dapat masuk ke
dalam sistem. Kadar kakis dapat juga dikurangkan dengan mencampurkan ubat khas
dengan brin tersebut. Ubat khas yang dicampurkan mestilah mengikut kadar brin
yang digunakan. Misalnya 100 liter brin kadar campurannya ialah dikloromik
100gram dan kaustik soda 40 gram