3(0$1)$$7$1 680%(5 3$1$6 0$7$+$5, 6(%$*$, ,1387 …repository.upnvj.ac.id/592/2/awal.pdfviii kata...
TRANSCRIPT
PEMANFAATAN SUMBER PANAS MATAHARI SEBAGAI INPUT GENERATOR MESIN PENDINGIN DIFUSI ABSORPSI
XD-70 DENGAN MEDIA VACUUM TUBE
SKRIPSI
FALAH KHARISMA
1510311002
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAKARTA
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
2019
PEMANFAATAN SUMBER PANAS MATAHARI SEBAGAI
INPUT GENERATOR MESIN PENDINGIN DIFUSI ABSORPSI
XD-70 DENGAN MEDIA VACUUM TUBE
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar
Sarjana Teknik
FALAH KHARISMA
1510311002
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAKARTA
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
2019
ii
iii
iv
v
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat rahmat, dan
barakah-Nya, saya dapat menyelesaikan skripsi ini tepat pada waktunya. Penulisan
skripsi ini dilakukan untuk memenuhi salah satu syarat mencapai gelar Sarjana
Teknik Jurusan Teknik Mesin pada Fakultas Teknik Universitas Pembangunan
Nasional “Veteran” Jakarta. Banyak pihak yang baik secara langsung maupun tidak
langsung membantu saya dalam menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu, ucapan
terima kasih saya ucapkan sebesar-besarnya kepada:
1. Kedua orangtua dan keluarga yang senantiasa memberikan dukungan moril
dan materil sehingga saya dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik dan
tepat waktu
2. Bapak Muhamad As’adi, S.T. M.T. dan Bapak Sigit Pradana, S.T. M.T.
selaku dosen pembimbing penulisan skripsi yang telah sangat membantu
dalam membantu saya dalam penulisan skripsi.
3. Mahasiswa Teknik Mesin angkatan 2015 yang selalu meberikan dukungan
secara moril dan selalu memberikan bantuan.
4. Seluruh Mahasiswa Teknik Mesin yang selalu memberikan doa agar
dilancarkan saat penulisan skripsi.
5. Seluruh anggota UKM Buveja yang selalu memberikan semangat kepada
saya dalam penulisan skripsi setiap harinya.
6. Bapak Dr. Ir. Cahyadi, M.Kom (Kepala Bidang Konversi Energi B2TKE)
beserta jajarannya yang telah banyak membantu saya sejak Praktik Kerja
Lapangan hingga penulisan skripsi selesai dalam pengambilan data dan izin
pemakaian Lab.
Akhir kata, saya berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pengembangan
ilmu pengetahuan di bidang Teknik Mesin.
Jakarta, Juni 2019
Penulis
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i
PENGESAHAN PENGUJI .................................................................................. ii
PENGESAHAN PEMBIMBING ........................................................................ iii
PERNYATAAN ORISINALITAS ...................................................................... iv
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI UNTUK
KEPENTINGAN AKADEMIS ............................................................................ v
ABSTRAK ............................................................................................................ vi
ABSTRACT ......................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix
DAFTAR TABEL................................................................................................ xii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang.......................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................... 4
1.3 Tujuan ....................................................................................................... 5
1.4 Ruang Lingkup ......................................................................................... 5
1.5 Metode Pengumpulan Data ...................................................................... 6
1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 8
2. 1 Sistem Refrigerasi .................................................................................... 8
2. 2 Refrigerator............................................................................................... 9
2.2. 1 Sistem Kompresi Uap ....................................................................... 9
2.2. 2 Sistem Pendingin Absorpsi ............................................................. 11
2. 3 Komponen Utama Mesin Pendingin Absorpsi ....................................... 14
2. 3. 1 Generator ......................................................................................... 15
2. 3. 2 Bubble Pump ................................................................................... 16
2. 3. 3 Separator ......................................................................................... 16
x
2. 3. 4 Rectifier ........................................................................................... 17
2. 3. 5 Kondenser ....................................................................................... 17
2. 3. 6 Evaporator ....................................................................................... 17
2. 3. 7 Absorber .......................................................................................... 17
2. 3. 8 Solution Heat Exchanger ................................................................ 18
2. 4 Fluida Kerja Pendingin Absorbsi ........................................................... 18
2. 5 Macam – Macam Desain Sistem Pendingin Absorpsi ........................... 21
2.5. 1 Single-effect Absorption System ...................................................... 22
2.5. 2 Absorption Heat Transformer ......................................................... 23
2.5. 3 Multi-effect absorption refrigeration cycle ..................................... 24
2.5. 4 Siklus Pendingin Absorpsi dengan Absorber-heat-recovery .......... 26
2.5. 5 Siklus Pendingin Absorpsi Kombinasi............................................ 26
2.5. 6 Siklus Absorpsi Osmotic-membrane ............................................... 27
2.5. 7 Siklus Pendingin Difusi Absorpsi ................................................... 28
2. 6 Energi Matahari (Energi Surya) ............................................................. 33
2. 7 Solar Collector ....................................................................................... 34
2. 8 Vacuum Tube Collector (Evacuated Tube) ............................................ 35
2. 9 Performasi Mesin Pendingin Difusi Absorpsi ........................................ 38
2.9. 1 Perhitungan Laju Aliran Massa Refrigeran..................................... 39
2.9. 2 Perhitungan Panas Input Pada Generator ........................................ 40
2.9. 3 Perhitungan Beban Pendinginan ..................................................... 41
2.9. 4 Perhitungan Kapasitas Pendinginan pada Evaporator..................... 43
2.9. 5 Perhitungan Coeffisient of Performance ......................................... 44
BAB III METODE PENELITIAN .................................................................... 45
3.1. Diagram Alur .......................................................................................... 45
3.2. Metode Penelitian ................................................................................... 46
3.3. Mesin Pendingin Difusi Absorpsi XD-70 .............................................. 48
3.4. Data Multilogger Omron ZR-RX40 ....................................................... 50
3.5. Vacuum Tube ......................................................................................... 51
BAB IV PEMBAHASAN DAN HASIL PENELITIAN ................................... 53
4.1 Pengumpulan Data.................................................................................. 53
4.2 Perhitungan Beban Pendinginan............................................................. 58
xi
4.3 Pengaruh Waktu Terhadap Temperatur Kabin ....................................... 60
4.4 Perhitungan Laju Aliran Massa Refrigeran ............................................ 61
4.5 Perhitungan Kapasitas Pendinginan pada Evaporator ............................ 63
4.6 Perhitungan Panas Input pada Generator ............................................... 64
4.7 Perhitungan COP Mesin Pendingin Difusi Absorpsi XD-70 ................. 66
4.8 Perhitungan Biaya Penggunaan Listrik .................................................. 67
4.9 Pengukuran Temperatur Output Pada Vacuum Tube ............................. 69
4.10 Perhitungan Panas Yang Dihasilkan Vacuum Tube ............................... 71
4.11 Analisa Perbandingan Panas Listrik dan Vacuum Tube ......................... 72
BAB V SIMPULAN DAN SARAN .................................................................... 77
5.1 Simpulan ................................................................................................. 77
5.2 Saran ....................................................................................................... 79
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 80
LAMPIRAN ......................................................................................................... 83
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Fluida Kerja Pada Sistem Pendingin Absorpsi......................................19
Tabel 3.1 Spesifikasi Mesin Pendingin Difusi Absorpsi Tipe XD-70..................49
Tabel 3.2 Spesifikasi Vacuum Tube......................................................................51
Tabel 3.3 Spesifikasi Heat Pipe............................................................................52
Tabel 4.1 Data Sifat Fisik Mesin Pendingin Absorpsi Pada Suhu Kerja..............53
Tabel 4.2 Temperatur Titik Pengukuran Tanpa Pembebanan...............................54
Tabel 4.3 Temperatur Titik Pengukuran Dengan Pembebanan.............................55
Tabel 4.4 Pengukuran Data Temperatur pada Vacuum Tube................................56
Tabel 4.5 Data Termodinamika di Setiap Titik Pengukuran tanpa Beban............57
Tabel 4.6 Data Termodinamika di Setiap Titik Pengukuran Dengan Beban........57
Tabel 4.7 Tarif Listrik Subsidi..............................................................................68
Tabel 4.8 Tarif Listrik Non-Subsidi......................................................................68
Tabel 4.9 Analisa Perbandingan Daya Listrik dan Vacuum Tube.........................73
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Siklus Pendingin Kompresor Sederhana..........................................10
Gambar 2.2 T-s Diagram untuk siklus pendingin kompresor uap.......................11
Gambar 2.3 Proses Sistem Pendingin Absorpsi...................................................12
Gambar 2.4 Komponen Utama Pada pendingin absorpsi tipe DAR....................15
Gambar 2.5 Grafik Entalpi Pada Campuran Ammonia-Air...................................21
Gambar 2.6 Sistem Pendingin Absorpsi Tipe Efek Tunggal................................22
Gambar 2.7 Desain Sistem Absorpsi Tipe Heat Transformer..............................24
Gambar 2.8 Siklus Absorpsi double-effect H2O/NH3...........................................25
Gambar 2.9 Siklus Absorpsi triple-effect.............................................................25
Gambar 2.10 Siklus Pendingin Absorpsi tipe absorber-heat-recovery.................26
Gambar 2.11 Siklus Pendingin Absorpsi Kombinasi..........................................27
Gambar 2.12 Siklus Absorpsi Membrane Osmotik.............................................28
Gambar 2.13 Self Circulated Absorption System.................................................29
Gambar 2.14 Siklus DAR....................................................................................31
Gambar 2.15 Mesin Pendingin Difusi Absorpsi Tipe XD-70.............................32
Gambar 2.16 Transformator................................................................................33
Gambar 2.17 Kategori-kategori Kolektor Surya.................................................35
Gambar 2.18 Vacuum Tube.................................................................................36
Gambar 2.19 Bagian-bagian Pada Pipa Kalor.....................................................36
Gambar 2.20 Bagian – bagian Pada Pipa Vakum................................................38
Gambar 2.21 Parameter Titik Pengukuran...........................................................39
Gambar 3.1 Mesin Pendingin Difusi Absorpsi Tipe XD-70................................48
Gambar 3.2 Mesin Pendingin Absorpsi XD-70 Tampak Depan Samping...........49
Gambar 3.3 Data Multilogger Omron ZR-RX40.................................................50
Gambar 4.1 Grafik Temperatur Kabin Terhadap Waktu......................................60
Gambar 4.2 Grafik Laju Aliran Ammonia Terhadap Beban Pendinginan...........62
Gambar 4.3 Pengaruh Beban Pendinginan Terhadap Kapasitas Pendinginan.....63
Gambar 4.4 Perbandingan Temperatur Generator dan Kabin..............................64
Gambar 4.5 Grafik Panas Input Generator Terhadap Beban Pendinginan...........66
Gambar 4.6 Pengaruh Pembebanan Terhadap COP.............................................67
xiv
Gambar 4.7 Pengukuran Temperatur Output Pada Vacuum Tube........................70
Gambar 4.8 Pengukuran Data Temperatur Ambient............................................70
Gambar 4.9 Grafik Perbandingan Temperatur yang Dihasilkan............................72
Gambar 4.10 Grafik Perbandingan Total Penggunaan Energi..............................74
Gambar 4.11 Grafik Penghematan Biaya Dengan Pemakaian Panas Matahari....75
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Tabel Termodinamika A-13..............................................................82
Lampiran 2 Tabel Termodinamika A-14..............................................................83
Lampiran 3 Tabel Termodinamika A-15..............................................................84
Lampiran 4 Tabel Termodinamika A-15 Lanjutan................................................85