TUGAS KD 1 REVIEW PAPER REFRIGERATION

OLEH :

NAMA : AJI YOGA PANJI PRATAMANIM : I14142003JURUSAN : TEKNIK MESSIN NONREGMAKUL : TEKNIK REFRIGERASI

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2015

Review Paper

Enchancements in domestic refrigerator, approaching a sustainable refrigerator

J.M. Belman-Flores n, J.M. Barroso-Maldonado, A.P. Rodríguez-Muñoz, G. Camacho-VázquezDepartment of Mechanical Engineering, Engineering Division, Campus Irapuato-Salamanca, University of Guanajuato, Salamanca, Guanajuato CP 36885,

México

1. PENDAHULUANSeperti diketahui kulkas merupakan salah satu peralatan rumah tangga yang menggunakan

paling banyak energi. Mayoritas system yang digunakan adalah system kompresi uap. Untuk Negara maju sistem kompresi uap telah berperan sekitar 30% dari total konsumsi energinya. Kulkas juga menjadi kebutuhan rumah tangga, terlebih lagi untuk industri makanan yang telah menerapkan sistem ini lebih dari 100 tahun, dan jika tidak ada pendingin dipastikan lebih dari 45% dari produk pangan dunia akan rusak. Oleh karenanya diperlukan efisiensi penggunaan energi yang rendah dan bermanfaat untuk waktu yang panjang. Perkembangan industri kulkas dunia juga telah melakukan banyak studi sesuai dengan aturan-aturan teknis, baik mengenai konsumsi energi, emisi gas rumah kaca, dampak lingkungan, dan keamanan lainnya, di tahun 2009 saja produksi tahunan kulkas sekitar 80 juta unit, nilai ini terus meningkat dan saat ini ada sekitar 1 miliar lemari es domestik digunakan di seluruh dunia.

Meksiko,memiliki potensi untuk menghemat 4,7 TWh / tahun pada kebutuhan listriknya, meskipun 33% dari konsumsi total tahunan berada di sektor pendingin domestik. Dan studi terbaru menunjukkan bahwa lemari es model baru mengkonsumsi energy 60% lebih rendah dari model lemari es yang lama dengan ukuran dan kapasitas yang sama. Di Meksiko 80% rumah memiliki setidaknya satu kulkas, oleh karenanya perlu dicapai suatu penghematan energi. Dalam beberapa tahun terakhir, para peneliti telah melakukan upaya yang signifikan untuk meningkatkan efisiensi energi rumah tangga. Berbagai mekanisme yang dapat meningkatkan efisiensi energi kulkas yang telah banyak diteliti oleh para peneliti, yang paling relevan adalah: perbaikan kinerja kompresor, isolasi termal yang memadai, perbaikan dalam desain penukar panas, dan pelaksanaan pengendalian yang optimal dalam pengoperasian kulkas.

Dalam konteks ini, akan ditunjukkan panorama umum tren kulkas saat ini dan pandangan baru di bidang refrigerasi domestik. Dan akan diinformasikan dengan lengkap dalam hal perbaikan untuk kulkas domestik dengan tujuan mencapai efisiensi yang lebih handal dan perkembangan terbesar dalam beberapa tahun terakhir.

2. PEMODELANUntuk menentukan rasional penggunaan energi, kita menampilkannya dengan 2 cara umum

untuk meningkatkan efisiensi system kompresi uap : pertama mengoptimalkan desain dari tiap komponen dan yang ke-dua meningkatkan system operasional pada kulkas. Kedua hal ini harus dicari tanpa mengorbankan performa dari kulkas, dengan kata lain suhu memadai dalam ruangan kulkas. Oleh karena itu, operasi kulkas harus bergerak menuju tiga tujuan :(1) Bekerja bebas dari kerusakan,(2) Pengoperasian energi yang efisien(3) Menjaga kualitas kondisi operasionalWalau demikian hal ini tidak sepenuhnya tercermin dalam lemari es yang saat ini tersedia di pasaran. Ini berarti model harus mendekati kondisi nyata dari kulkas. Kata model cenderung diterapkan pada desain dan perbaikan komponen untuk mendapatkan operasional yang optimum.

2.1. PEMODELAN SECARA UMUMSiklus kompresi uap untuk refrigerator domestic terdiri dari kompresor, kondensor, pipa kapiler, dan evaporator, dalam rangka untuk mencapai efek pendinginan, sistem ini bekerja dengan refrigeran yang mengalami transisi fase dari cair ke gas dan kembali lagi.

Dari beberapa penelitian menunjukkan bahwa pemodelan sangat berguna untuk prediksi suhu udara pada perilaku kulkas, dengan model juga memberikan informasi yang lebih besar pada desain lapangan, dan membantu peneliti untuk membuat keputusan.

2.2. KOMPRESORKomponen ini adalah jantung dari sistem pendingin dan paling kompleks. kompresor torak

adalah jenis yang paling umum digunakan kompresor dalam sistem rendah dan menengah, jenis kompresor dibagi menjadi dua cabang utama: bergerak maju-mundur dan bergerak berputar. Pengetahuan tentang kinerja kompresor penting untuk mengurangi konsumsi energi, dan pada saat yang sama meningkatkan kinerja umum kulkas. Dalam hal ini, Porkhial dkk. [25] menganalisis perilaku sementara kompresor dan menyimpulkan bahwa kulkas paling banyak mengkonsumsi energi. Dutra dan Deschamps [28] menyimpulkan bahwa minyak pelumas sangat memengaruhi perpindahan panas dalam kompresor. Ozsipahi et al. [29] menganalisis sistem pelumasan melalui volume yang berhingga. Tujuan utama mereka adalah untuk memaksimalkan aliran massa pelumas yang terlibat dalam parameter geometris dari poros engkol, dan untuk mendapatkan efisiensi pelumasan kompresor. Faktor utama yang mempengaruhi efisiensi dan keandalan kompresor adalah sifat pelumas seperti bahan yang digunakan dalam pembuatan, kondisi saat operasi, dan proses produksi. Aspek lain yang perlu dipertimbangkan adalah dampak dari nano teknologi. Dalam karya lain dikembangkan oleh Meibo dkk. [34] mereka mengusulkan penerapan minyak nan Fullerene C60. Dalam kedua karya, mereka menemukan kenaikan kinerja energi koefisien (COP), sekitar 5%. Hasil ini dikonfirmasi bahwa kinerja kulkas dapat ditingkatkan dengan menggunakan nano-pelumas.

Di sisi lain, proses kompresi dalam siklus refrigerasi saat ini mengalir intermiten, proses kompresi dalam siklus refrigerasi saat ini bekerja dengan system control on / off (lihat Gambar. 3), sehingga meningkatkan konsumsi energi.

Karakteristik lain dari kompresor saat ini adalah bahwa kompresor bekerja dengan kecepatan yang sama sepanjang waktu, meskipun terjadi perubahan beban panas atau kondisi operasi lain dari kulkas, Sesuai dengan di atas, kita menemukan bahwa itu adalah penting untukmeningkatkan perkembangan teknologi dalam kompresi yang meminimalkan konsumsi energi listrik.

2.3. KONDENSOR

Seperti yang telah disebutkan di bagian sebelumnya, salah satu zona kritis kulkas terletak di ruang yang ditempati kompresor, di mana temperatur menjadi tinggi pada sekitar zona kompresor akibat pengoperasiannya. Kondensor adalah komponen yang bertanggung jawab untuk membuang panas yang diserap oleh refrigeran ke lingkungan. Kondensor merupakan komponen penting dari kulkas domestik, dan desain dari kondensor juga berpengaruh pada kinerja secara global dari kulkas. Sebuah desain yang baik dari kondensor tidak hanya meningkatkan efisensi energi, juga harus mengurangi ruang dan materi sesuai dengan kapasitas pendinginan. Kondensor yang biasa digunakan dalam pendingin domestik adalah wire condenser [41] dan hot wall [42], ditunjukkan pada Gambar. 4.

Wire Kondenser biasanya diletakkan di bagian belakang kulkas dan didinginkan melalui konveksi alami udara. Biasanya, kondensor jenis ini terdiri dari kumparan tembaga, atau tabung baja karbon dan kawat baja yang disolder ke tabung (lihat Gambar. 4a) dan bertindak sebagai permukaan diperpanjang. Desain penukar ini dapat membuang panas yang cukup dalam kondisi beban puncak. Oleh karena itu, Ramadhan [43] membuat model analitik untuk penelitian efek ruang yang tersedia di sekitar kondensor berdasarkan kapasitas disipasi panas. Penulis menyimpulkan bahwa dengan cukup ruang (lebih dari 20 cm) antara kondensor dan dinding belakang perpindahan panas dapat terjadi dengan baik.

Di sisi lain, suhu lokal di mana kulkas terletak juga menentukan proses perpindahan panasnya. Ahmadul Ameen et al. [46] menganalisis kinerja kondensor, berbagai kondisi konveksi alami; Metode yang digunakan bekerja untuk pengembangan kondensor.

Kondenser jenis lain yang digunakan adalah spiral kawat-dan-tabung (lihat Gambar. 4b). Di sini, Barbosa dan Sigwalt [51] meneliti kinerja termal-hidrolik dari jenis prototype berbeda berdasarkan pertimbangan desain, di mana ruang radial tabung dan ruang antara tabung, adalah parameter yang memiliki dampak terbesar pada kinerja kondensor. Jenis lain dari kondensor domestik adalah kondensor dinding panas-seperti ditunjukkan pada Gambar. 4c. Kondenser ini tidak layak pada eksterior seperti yang ditempatkan antara kapal pendingin dan kabinet kulkas. Gupta dan Gopal [52] menyampaikan model matematis dari sebuah hot-wall kondensor , dimana termasuk efek dari aluminium tape dimana kondensor ditempelkan ke aluminium tape. Dari moel ini diketahui variasi temperatur dan tekanan sepanjang pipa. Fatemah dan Mehdi [53] meneliti macam parameter dari konsumsi energy hot wall kondensor dan pengurangan biaya produksi kulkas domestik.

2.4. PIPA KAPILER

Pipa kapiler adalah perangkat yang mengontrol aliran refrigeran dengan penurunan tekanan. Ini adalah tabung tembaga dengan diameter dalam dengan ukuran yang sangat kecil, sekitar 2 mm. Kedua diameter dan panjang tabung menentukan jumlah refrigeran cair yang akan melewati tabung pada penurunan tekanan yang diberikan jumlah refrigeran sangat penting dalam sistem dengan tabung kapiler, yang telah memiliki pengaruh yang kuat terhadap kinerja kulkas [54]. Tabung kapiler yang dipelajari sebagai adiabatik [55] dan non-adiabatik (tabung kapiler disolder ke garis hisap dan kombinasi ini disebut kapiler tabung-hisap penukar garis panas) [56]. Melo dkk. [57] mempelajari beragam geometri hisap konsentris-linear tabung kapiler korelasi empiris untuk memperkirakan massa aliran refrigeran. Bansal dan Xu [58] ditandai massa aliran dari variasi dan parameter termodinamika dan geometrik dari tabung kapiler adiabatik. Bjӧrk dan Palm [63] memberi beberapa ide tentang kapasitas optimal dari panjang pipa kapiler dan kuantitas biaya untuk kulkas. Fatouh [64] mengembangkan model untuk memprediksi aliran refrigeran menggunakan campuran kerja fluida; Model ini didasarkan pada fundamental fisik seperti persamaan massa, energi, dan momentum. Pisano dkk. [65] mengusulkan metode untuk mengoptimalkan kinerja freezer dengan menggabungkan muatan refrigeran dan diameter pipa kapiler.

2.5. EVAPORATOREvaporator memainkan peran yang sama pentingnya dengan kondensor dalam kinerja

kulkas, ia bertanggung jawab untuk menyediakan kapasitas pendinginan yang diperlukan untuk mendinginkan makanan pada kondisi optimal. Di antara jenis lemari es domestik yang kami temukan di pasar adalah: no-frost (tanpa bunga es) atau es (dingin langsung). Di sini, jenis evaporator digunakan mengintervensi sampai batas tertentu, dan saat ini fin evaporator dan piring (roll-bond) lebih banyak digunakan dalam pendingin domestik, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 5

Fin Evaporator terdiri dari susunan tabung di mana diperpanjang permukaan ditambahkan. Tabung umumnya terbuat dari aluminium, dan bahan dari permukaan yang diperpanjang dapat bervariasi. Bansal et al. [67] menganalisis perpindahan panas dalam Fin Evaporator dengan memvariasikan parameter seperti kepadatan fin, berat, dan ketebalan. Selama studi mengatakan, mereka mengusulkan sebuah geometri yang optimal sesuai dengan kinerja perpindahan panas, sehingga meningkatkan kapasitas pendinginan sebesar 4,7%

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 5, jenis lain dari evaporator yang juga banyak digunakan adalah roll. Evaporator ini terdiri dari plat yang dibentuk oleh dua lembar aluminium di mana saluran yang dicap dan refrigeran mengalir serta terjadi proses penguapan. Hermes dkk. [71] mengembangkan model matematika berdasarkan fisika dasar dengan tujuan menyelidiki perilaku evaporator roll. Righetti dkk. [72] dibandingkan kinerja roll-ikatan melalui penggunaan termografi dan analisis eksperimental untuk semut refrigeran- R134a dan R1234yf, menunjukkan perilaku yang sama untuk laju aliran massa yang sama. Di sisi lain, Yoon et al. [74] mempelajari efek yang berbeda seperti muatan refrigeran dan diameter pipa kapiler pada kinerja siklus paralel (evaporator paralel), mengoptimalkan sistem dengan mencapai penghematan energi antara 1,8% dan 7,8%.

Oleh karena itu, meningkatkan efisiensi dari penukar panas, terutama evaporator, dapat mengakibatkan penghematan energi yang cukup besar. Perbedaan suhu rendah antara evaporator dan udara di dalam kabinet menyebabkan suhu penguapan yang tinggi, sehingga menghasilkan kinerja yang lebih baik dari kulkas..3. KOMPONEN LAINNYA

Komponen atau aksesori lain yang ditemukan pada refrigerator dapat mempengaruhi kinerja termal dan energi dari kulkas domestik. Oleh karena itu, dalam bagian ini kita memperluas informasi mengenai komponen-komponen lain dalam kulkas.

3.1. Gasket Pintu MagnetikKonsumsi listrik di kulkas domestik terkait dengan panas sensible dan laten dari makanan

yang disimpan didalamnya seperti perpindahan panas melalui dinding kabinet dan infiltrasi dari udara. Semua sumber panas ini harus dihilangkan dari sisitem pendingin, makin besar sumber panas yang ada,semakin besar bekerja untuk kompresor, menyebabkan konsumsi energi yang lebih besar. Kami menekankan di sini transfer energi yang berkaitan dengan udara infiltrasi yang terutama yang terjadi melalui segel magnetik pintu. Segel dirancang dengan ketebalan tertentu yang memungkinkan kita untuk dengan mudah membuka pintu kompartemen, sehingga menghindari masalah tekanan yang berbeda-beda yang terjadi antara ruang internal dan eksternal. Kehilangan panas melalui segel magnetik dapat mencapai hingga 30% dari total kerugian termal kulkas domestik,ada kemungkinan udara infiltrasi diberikan melalui dinding kabinet karena busa yang salah, yang menyebabkan rongga.

Karena banyaknya frekuensi buka-tutup pintu kulkas, gasket pintu kehilangan kemampuan dan kapasitasnya untuk menahan beban udara infiltrasi. Penyebab paling umum di mana gasket pintu kehilangan kapasitasnya adalah karena retak di pada gasket. selain kehilangan panas, ada juga jenis bakteri yang ditemukan di dalam sela-sela gasket, yang menyebabkan kerusakan makanan.

Ada cara untuk mengukur persentase energi yang dikonsumsi oleh kompresor dengan menghilangkan atau mengatasi beban udara infiltrasi. Afonso dan Castro [75] com-.Mereka menunjukkan bahwa gasket yan sudah tua, akan mengkonsumsi energi yang lebih besar daripada yang baru. Ketika segel baru, 3,6% dari energi yang digunakan oleh kompresor adalah untuk beban udara di infiltrasi, dan 96,4% adalah beban melalui dinding, untuk gasket yang tua telah mulai kehilangan sifat-sifatnya, dan persentase ini meningkat menjadi 18,5% .

Jadi, gasket magnetic dapat dilakukan beberapa perbaikan. Perlu digarisbawahi bahwa hanya ada sedikit atau tidak ada informasi dalam literatur yang dapat ditemukan di sistem semacam ini, sebagai desain gasket adalah rahasia atau dipatenkan oleh produsen, dan tidak dipublikasikan.

3.2. DefrostPengguna kulkas domestik umumnya mencari kenyamanan yang lebih besar dalam

pengelolaan alat mereka. Oleh karena itu lemari es yang mampu defrost otomatis lebih umum diperoleh dari peralatan defrost manual.

Frost pada dasarnya adalah kondisi pengkristalan udara menjadi wujud es.Pertumbuhan frost dibentuk oleh deposisi uap air yang terkandung dalam udara yang berarti bahwa hal itu sangat tergantung pada kelembapan udara dan ini terjadi ketika buka-tutup pintu kulkas dan udara masuk melalui celah gasket. Sebuah bebas kulkas salah satunya adalah es, es merupakan masalah tertentu dan masalah ini harus diselesaikan dengan metode pencairan. Ketika es terakumulasi pada permukaan evaporator, ia bertindak sebagai penghantar panas dengan mengurangi flow yang panas dan meningkatkan penurunan tekanan di sisi udara. Oleh karena itu, kinerja evaporator memburuk dan konsumsi energi dari sistem meningkat hingga 20% [80].

Untuk menghindari obstruksi evaporator karena pembentukan es dan blok es, maka pencairan periodik harus dilakukan. Di antara metode yang paling umum adalah bypass melalui gas panas, siklus terbalik, dan pemanas listrik. Yang pertama dua metode menggunakan lebih sedikit energi bila diterapkan refrigerator, namun mereka membutuhkan modifikasi siklus pendingin, yang membuat mereka tidak cocok untuk pendinginan dalam negeri, sehingga digunakan terutama untuk pompa panas [81] dan di showcase lemari es [82].

Defrost melalui pemanas listrik lebih sering digunakan dalam lemari es domestik (lihat Gambar. 6).

Karena operasi dan struktur yang sederhana, pemanas listrik jenis ini merupakan metode terbaik untuk mencairkan es. Namun, pemanas listrik menggunakan sejumlah besar energi, Karena itu, perlu mencapai penghematan energi.].

Pemanas listrik dikendalikan oleh timer dan thermostat sehingga mereka akan memulai pencairan secara periodik.Panas yang dibutuhkan untuk memulai mencairkan es ditentukan oleh kuantitas es pada evaporator dan suhunya. efisiensi dari defrost didefinisikan dengan persamaan berikut [83]:

Dmana Qmelt adalah energi yang dibutuhkan untuk melelehkan es dan Qlosses adalah energi yang hilang selama defrost. Para penulis memperkirakan efisiensi defrost menjadi sekitar 30%, sedangkan peningkatan konsumsi energi di atas 17% karena defrost otomatis. Oleh Melo et al. [85], yang memperoleh efisiensi maksimum 48% untuk model tabung gelas. Kim et al. [86] mengevaluasi pemanas listrik dari beragam bentuk, bahan, dan kekuatan, menemukan kinerja yang lebih besar di pemanas konvensional.

Mengingat fakta bahwa penggunaan kulkas lebih cenderung ke arah lemari es jenis frost-free,Oleh karena itu, perbaikan mekanisme defrost dan penukar panas dapat menaikan efisiensi energi kulkas. Hal ini dapat dicapai melalui penggunaan sebuah fi sensor medan listrik untuk meningkatkan deteksi es, atau melalui pulsa pencairan.

3.3. Fan/Kipas Fan memainkan peran penting dalam kinerja sistem energi dalam kulkas. Fan

mengembuskan udara di kondensor dan evaporator yang berkontribusi secara signifikan untuk konsumsi daya secara keseluruhan. Motor listrik yang biasa digunakan dalam kondensor dan evaporator adalah masing-masing 9 W dan 12 W. Baru-baru ini, Hermes dan Melo [18] mengembangkan model eksperimental untuk menentukan konsumsi daya dari Fan, mereka melaporkan bahwa fan mengkonsumsi dari 1W sampai 25 W. Dengan demikian, tren penelitian yang ada adalah untuk fan kulkas rumah tangga harus mampu than dengan berbagai macam volumetrik aliran tanpa mempengaruhi indikator energi seperti COP, dan juga memberikan kenyamanan bagi pengguna dengan mengurangi kebisingan. Selain motor fan yang lebih baik, perbaikan akan kontrol juga dapat menyebabkan penghematan energi yang signifikan.

4. INSULASI TERMALSalah satu daerah penting dalam hal penghematan energi harus dilakukan dengan isolasi

yang memadai, yang membantu mengurangi kerugian panas dalam kulkas [91]. Sebagai contoh, penghematan energi rata-rata 25% diamati dengan menggunakan panel isolasi vakum (VIP) [3,92]. Dan banyak juga yang menggunakan blowing agent.

Namun, penggunaan agen-agen bertiup masih memiliki kelemahan, baik lingkungan, energi dan investasi awal dalam mengubah jalur produksi, serta kurangnya operasi yang aman dalam kasus siklopentana. baru-baru ini, Forane1233zd diumumkan oleh perusahaan Arkema [101] sebagai agen bertiup dengan rendah potensi pemanasan global (GWP). Evaluasi oleh perusahaan memprediksi bahwa agen meniup ini mampu melakukan lebih baik bila dibandingkan dengan agen konvensional. Yoon et al. [102] mengoptimalkan ketebalan isolasi, sehingga mencapai pengurangan konsumsi energi rata-rata sebesar 6%. Hammond dan Evans [103] meneliti kelayakan VIP aplikasi melalui embedding ini di dinding busa polyethylene dari kulkas dan freezer lemari es ,untuk mencapai penghematan energi

Berdasarkan studi tersebut, kita dapat menyimpulkan bahwa penggunaan mengubah fase material adalah pilihan yang baik untuk diterapkan di lemari es domestik karena dapat mencapai penghematan energi yang cukup.ada beberapa bahan yang baik pula untuk isolasi yang perlu diterapkan oleh industry pembuatan kulkas, di antaranya adalah senyawa atau komposit

5. PERILAKU PANAS KOMPARTEMEN Fungsi dasar dari kulkas domestik adalah untuk menjaga kualitas produk agar tidak mudah

rusak. Hal ini juga diketahui bahwa kualitas tergantung pada kinerja yang baik pada kulkas, yang terkait erat dengan distribusi temperatur dan udara mengalir di dalam kompartemen: makanan segar dan freezer. Ada studi tentang perilaku termal berkisar sesuai dengan undang-undang dan produksi di berbagai negara [104]. Berdasarkan ini, beberapa studi telah dilakukan di bidang refrigerasi domestik, khususnya di suhu dan distribusi flow udara dari kompartemen. Dengan demikian, dalam literatur kita mungkin akan menemukan terkait untuk mempelajari kecepatan udara menggunakan teknik Partikel Gambar velocimeter (PIV) [105106], bersama dengan 3Dsimulasi numerik menggunakan CFD software [107]. software CFD tiba pada kesimpulan bahwa distribusi temperatur tergantung pada geometri internal kulkas, secara khusus di ruang antara rak kulkas dan dinding bagian bawah, serta bahwa dari tepi rak dan pintu.

Perlu digarisbawahi bahwa kontrol suhu juga memainkan peran penting dalam kulkas domestik yaitu aspek energi dan lingkungan oleh karenanya dibutuhkan solusi kontrol yang lebih canggih. Freezer yang suhunya dikontrol oleh mikrokontroler Chipset tunggal dapat menghemat energi. Dalam konteks ini, Piedrahita-Velasquez dkk. [120] menemukan bahwa variabel kecepatan unit kompresor untuk kulkas memberikan penghematan energi 15% terhadap sistem kulkas konvensional dan juga memastikan kontrol suhu lebih stabil.

6. HYBRID REFRIGERATORSeperti yang telah disebutkan sebelumnya, salah satu kelemahan dari lemari es berdasarkan kompresi uap

adalah mengisolasi temperaturnya. Salah satu penyebabnya adalah karena karakteristik ON-OFF kompresor yang menyebabkan kualitas makanan juga akan berpengaruh.

Saat ini, teknologi termoelektrik merupakan pilihan menarik dan juga diterapkan untuk sistem kompresi uap [121]. Selain di atas, teknologi ini adalah fitur sebagai alternatif untuk mencapai sistem kontrol suhu yang lebih tepat untuk lemari es domestik. Dengan cara ini, Vian dan Astrain [122] mengembangkan prototipe dari kulkas hybrid yang menggabungkan teknologi listrik dan teknologi kompresi uap, hal ini dengan tujuan memperoleh COP yang lebih baik dan kontrol suhu yang memadai pula. Kerangka dapat dilihat pada Gambar. 7 yang menunjukkan bahwa sistem hybrid yang diusulkan, yang berisi kompartemen dingin untuk thermoelectricity yang mempertahankan suhu 0oC, dengan osilasi lebih rendah dari ±0,5oC. Desain ini mengurangi konsumsi energi dengan total 20%.

Di sisi lain, kita harus menyebutkan sistem pendingin yang diaktifkan oleh energi non-konvensional seperti matahari [124]. Sebagai akibatnya, ada minat yang sangat besar dalam penggunaan lemari es domestik di sektor pedesaan, atau untuk pasokan energi, ini adalah kesempatan untuk meningkatkan kualitas hidup masyarakat.Mengingat fakta bahwa permintaan pendinginan cenderung meningkat dengan intensitas radiasi matahari, kulkas surya dapat dianggap solusi yang logis [125]. Modi dkk. [126]Gupta et al. [127] melakukan studi parametrik untuk kombinasi terbaik dari komponen seperti panel volta foto-dan dilengkapi dengan kapasitas baterai sehingga kulkas dapat bekerja dengan energi surya sendiri.

Mereka juga mempelajari kinerja pada komponen kulkas, terutama kompresor. Menurut gambar diatas, Gambar. 8 merupakan kerangka umum aktivasi kulkas domestik dengan energi surya dan komponen utamanya untuk mencapai konsep ini.

7. REFRIGERANSecara umum, refrigeran yang dikenal sebagai fluida yang menyerap panas selama

penguapan. memburuknya lapisan ozon menjadi jelasakibat penggunaan dan refrigeran yang paling sering digunakan adalah kloro fl uorocarbons R12 dan R22. Refrigeran jenis ini berpotensi mengakibatkan kerusakan lapisan ozon, ODP, dan potensi pemanasan global, GWP. Menghadapi situasi genting ini dan sesuai dengan aturan Kyoto [129] dan Montreal protokol [130], para ilmuwan mulai mencari alternatif refrigerant baru.

Pada Gambar. 9, kita menggambarkan evolusi refrigeran selama beberapa generasi, di mana penggunaan akan difokuskan pada refrigeran dengan potensi pemanasan global yang rendah. Dan akan menggunakan refrigerant jenis hidrokarbon, R134a, dan pengganti jangka menengah seperti R1234yf.

Dengan demikian, refrigeran alami seperti R290 dan R600a telah banyak diteliti karena GWP yang rendah, dan dianalisis untuk kompatibilitas dengan beragam pelumas. Untuk jenisR134a, ini tanpa perlu membuat modifikasi ke lemari es [132]. Selanjutnya, di bawah kondisi-kondisi yang sama para peneliti mampu mengidentifikasi bahwa muatan refrigeran R600a adalah kurang dari R134a. Guarav dan Kumar [135] membandingkan beberapa refrigeran berikut: R134a, R152a, R290, dan R600a untuk kondisi kerja tertentu di mana R152 memiliki COP lebih tinggi dan kinerja lebih baik. Baru-baru ini, refrigeran seperti R1234yf dan R1234ze telah muncul sebagai alternatif l\ untuk GWP rendah (4-6) dan rendahnya tingkat toksisitas [136]. Refrigeran ini kompatibel dengan pelumas tradisional tetapi membutuhkan garis hisap lagi untuk mengimbangi kecepatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan sistem yang menggunakan R134a [11]. Singkatnya, Tabel 1 menunjukkan contoh dari refrigeran utama yang digunakan dalam pendingin domestik dan sifat yang paling relevan.

8. PENGISIAN REFRIGERAN Dampak dari variasi pengisian refrigerant telah diketahui secara eksperimen [140],

penelitian menemukan dampak pengisian yang berlebih akan memiliki dampak meningkatkan konsumsi energi sampai 30%. Variasi pengisian refrigerant pada pendingin tidak hanya berpengaruh terhadap kinerja energi dari sistem pendingin, tetapi juga modifikasi desain kulkas [141]. Ketika pengisian refrigerant kurang, maka evaporator akan benar-benar terisi oleh uap jenuh kapasitas pendinginan akan berkurang. Sehingga perlu adanya pengisian refrigerant yang sesuai dengan kebutuhan.

9. REFRIGERAN DENGAN PARTIKEL NANOAspek penting lain dari refrigeran terletak pada perbaikan sifat thermophysical mereka.

Penelitian nanopartikel pada refrigeran telah menemukan hasil yang sangat menarik seperti kompatibilitas pelumas, peningkatan kinerja, dan penurunan penurunan tekanan. Studi yang berbeda telah memungkinkan kita untuk mengamati hubungan antara konsentrasi nanopartikel dalam pendingin dan panas spesifik . Properti thermophysical ini mempengaruhi proses perpindahan panas. Nanopartikel titanium oksida TiO2 yang telah ditambahkan ke minyak mineral yang bertindak sebagai pelumas, mencapai hasil yang menarik pada konsumsi energinya [147]. Nanopartikel ini telah digunakan dalam pendingin seperti R600a memperoleh pengurangan konsumsi energi hingga 10% untuk konsentrasi Titanium Oxide TiO2 [148]. Jika digunakan dalam pelumas atau di pendingin itu sendiri, mereka meningkatkan konduktivitas termal, dan dengan demikian mengurangi konsumsi energi; dampak mengganti R134a, seperti R413a, R1234yf, R1234ze,kita harus memperhitungkan pada kinerja siklus.

10. REFRIGERAN SEBAGAI FOAMING AGENTSeperti disebutkan sebelumnya bahwa refrigeran juga dapat digunakan sebagai agen

berbusa. Meskipun ini hanya sebagai subjek praktis nol dalam literatur. Refrigeran alami seperti CO2 (R744) telah dipelajari sebagai foaming agent [150]. dengan tujuan menghasilkan lebih banyak agen ramah lingkungan yang memiliki dampak yang lebih rendah pada lapisan ozon.

11. TREN DALAM REFRIGERATOR DOMESTIKMenurut bagian atas, kita dapat menekankan bahwa sebagian besar penelitian di bidang ini

difokuskan pada pemodelan lemari es atau komponen mereka; sekitar 40% dari karya-karya dalam literatur didasarkan pada model, selain itu danya perbaikan aksesori atau mekanisme seperti: segel, sistem pencairan, ventilasi, dan isolasi juga. Daerah lain penelitian(sekitar 15% dari semua penelitian di lapangan) terkait dengan perilaku termal dari kompartemen kulkas dan mencari perbaikan dalam lemari es model baru.

Oleh karena itu, kita dapat menyimpulkan bahwa tren kulkas secara berkelanjutan dapat ditunjukkan pada Gambar. 10.

12. KESIMPULANArtikel ini menunjukkan tinjauan menyeluruh dari berbagai cabang penelitian tentang

kulkas domestik berdasarkan kompresi uap. Menunjukkan tren utama dalam beberapa tahun terakhir dalam pengembangan sistem generasi kulkas yang menggunakan energi yang lebih efisien dan rasional.

Oleh karena itu, dalam karya ini kita telah disimpulkan berbagai pilihan yang dapat dilakukan untuk meningkatkan efisiensi energy pada kulkas domestik. Ini termasuk perbaikan kabinet (isolasi, segel magnetik), perbaikan sistem pendinginan (kinerja yang memadai dari komponen, penggunaan refrigerant yang tidak berbahaya), perbaikan mekanisme (defrosting, kontrol suhu), dan meminimalkan suhu pada kompartemen.

Dari sudut pandang kami, artikel ini mencoba untuk memberi motivasi dan meningkatkan minat akan penelitian kulkas , kulkas juag didasarkan pada sikuls kompresi uap dan akan tetap ada di pasaran dan tetap akan digunakan untuk konsumen untuk masa depan. Penelitian akan tetap berlanjut menuju ke arah efisien energy yang lebih dan lemari es yang handal.