Cara Kerja Lemari Es atau Kulkas

Lemari es atau yang lebih dikenal dengan kulkas adalah alat rumah tangga yang umum digunakan. Lemari es ini berfungsi untuk mendinginkan atau menjaga kondisi makanan dan minuman agar lebih tahan lama. Komponen utama dari lemari es adalah kompresor, kondensor, katup ekpansi, evaporator dan refrigerant. Lemari es bekerja dengan cara mensirkulasikan refrigerant. Biasanya kondensor terletak dibelakan kulkas dan bersentuhan dengan udara luar, sedangkan evaporator terletak di dalam yang akan berfungsi untuk mendinginkan isi kulkas.

Komponen-komponen yang terdapat dalam lemari es (kulkas)

·            Insulation (isolator) merupakan alat untuk menahan panas agar tidak masuk ke dalam kulkas dan menjaga hawa dingin didalam kulkas tidak keluar

·            Temperature control berfungsi untuk mengatur berapa derajat kedinginan yang kita mau

·            Evaporator fan yaitu kipas yang diletakan di dekat evaporator bertujuan untuk mensirkulasikan udara dingin

·            Evaporator coils terletak didalam kulkas, yaitu alat yang digunakan untuk merubah freon cair menjadi uap dengan cara menyerap panas disekelilingnya (mendinginkan kulkas)

·            Compressor alat yang digunakan untuk memompakan freon

·            Condensor coils berfungsi untuk merubah uap menjadi cairan dengan cara membuang panas, bagian ini terletak diluar kulkas

·            Defrost heater berfungsi untuk menghancurkan salju yang ada dalam kulkas, alat ini memanfaatkan kondensor koil.

·            Leveling feet berguna untuk menyetel kedataran kulkas

Cara kerja lemari es dapat dilihat dari diagram siklus termodinamika berikut: 

Refrigerant, misalnya freon masuk ke kompresor melalui pipa tembaga dalam bentuk uap. Dalam kompresor freon di tekan sehingga keluar sudah berbentuk uap super panas (vapour super heated) dan bertekanan tinggi. Uap bertekanan ini masuk ke kondensor dan mengkondensasi uap mencadi cairan. Cairan freon yang bertekanan tinggi ini masuk ke katup ekpansi sehingga tekanan turun dengan drastis sehingga terjadi flash evaporation seterusnya masuk ke evaporator untuk dirubah lagi menjadi uap. Untuk merubah nya menjadi uap evaporator menyerap panas disekelilingnya, karena evaporator diletakan didalam kulkas maka kulkas pun menjadi dingin. Untuk garis besar nya berikut urutan kerjanya. Freon masuk kompresor dalam bentuk uap bertekanan dan temperatur rendah, keluar dalam bentuk uap bertekanan dan temperatur tinggi kemudian masuk ke kondensor. Dari kondensor dalam bentuk cairan (temperatur dan tekanan tinggi) ke katup ekspansi tekanan turun (bentuk uap dan cairan) masuk ke evaporator. Dari evaporator keluar dalam bentuk uap dan masuk lagi ke kompresor. Siklus ini terus berulang.

atau

Prinsip Termodinamika I menjelaskan kekekalan energi, yaitu energi kalor yang dapat menjadi energi lain. Prinsip kerja kulkas sebenarnya juga menggunakan prinsip Hukum Termodinamika II yang di kemukakan oleh Kelvin-Planck dan Rudolf Clausius yang berbunyi: “Kalor mengalir secara Spontan dari Sumber suhu tinggi ke sumber suhu rendah”. Akan tetapi, tidak semua kalor yang di pindah semata mata akan menjadi usaha, harus ada sisanya (sesuai formulasi Kelvin-Planck). Prinsip kerjanya sebenarnya sama persis dengan sistem kerja motor atau seperti mesin Karnot (memang mesin motor bekerja seperti mesin karnot). Yaitu menggunakan sumber suhu tinggi (bila pada motor adalah pada mesin) dan sumber suhu rendah (bila pada motor adalah knalpot). Kalor akan mengalir secara spontan dari suhu tinggi ke suhu rendah. dari aliran kalor ini nantinya akan di peroleh usaha. sesuai asas kekekalan energi. Namun tidak semua kalor akan diubah ke bentuk usaha tetapi tetap akan ada hasil buangannya yaitu reservoir suhu rendah. Prinsip kulkas berkebalikan dengan sistem mesin motor. Jika untuk kulkas harus memindahkan kalor dari dalam kulkas keluar kulkas, Akan tetapi kalor tidak akan mengalir secara spontan dari suhu tinggi ke suhu rendah. Oleh karena itu di perlukan sebuah pompa kalor (pendingin) yang akan mengalirkan kalor dari suhu rendah ke reservoir suhu tinggi (lingkungan). Jika konversi kalor pada mesin motor tadi menghasilkan usaha, sekarang pada kulkas kita harus menambahkan usaha agar dapat mengalirkan kalor ke suhu yang lebih tinggi (untuk lebih mudah, analogikan kalor seperti air, bila anda ingin mengalirkan air ke tempat yang lebih tinggi tentunya anda akan memerlukan sebuah pompa bukan?).  Suhu dalam kulkas (sistem) akan semakin turun karena kalor diambil oleh pompa kalor untuk di bawa keluar (lingkungan). Dalam pengambilan ini di perlukan pompa yang dikerjakan oleh energi listrik untuk mengambil kalor dalam kulkas yang selanjutnya di alirkan keluar.