studi eksperimen variasi beban pendinginan pada...

Studi Eksperimen Variasi Beban Pendinginan Pada

Evaporator Mesin Pendingin Difusi Absorbsi

Musicool22 - DMF

Presentasi Tugas Akhir

Dosen Pembimbing : Ir. Sudjud Darsopuspito, MT

Oleh: Aris Nur Cahyadi

2109100144

Isu Krisis Energi

Konsumsi Batubara Meningkat

Laju Krisis Energi Meningkat

Potensi Panas Matahari Indonesia

Potensi energi panas matahari di

Indonesia sekira 4,8 Kilo watt

hour/meter persegi (KWh/m2)atau

setara dengan 112.000 GWp.

Namun, saat ini energi matahari

yang sudah dimanfaatkan hanya

sekira 10 MWp. Ini berarti,

potensi energi matahari yang

sudah dimanfaatkan bahkan masih jauh dari angka satu persen.

Sumber : Kementrian ESDM

Krisis Energi

Konsumsi Energi Meningkat

Negara Indonesia

Negara Tropis

Kebutuhan Pendinginan Lebih Besar

Potensi Panas Matahari

Perlu adanya solusi mengatasi krisis energi dan Optimalisasi Potensi SDA

Solusi

Sistem Pendinginan Difusi Absorbsi (DAR) 1) Tidak membutuhkan

energi listrik untuk menjalankan sistemnya

2) Membutuhkan Panas untuk menjalankan sistemnya

3) Ramah Lingkungan & Hemat Energi

4) Menggunakan Pasangan Refrijeran & Absorben

5) COP masih rendah

Penelitian Ini

1. Pengujian peformasi sistem DAR

yang telah dimodifikasi dengan pemvariasian beban pendinginan pada evaporator mesin pendingin Difusi Absorbsi

2. Penambahan Solar Collector sebagai sumber panas generator

3. Modifikasi generator 4. Menggunakan pasangan

refrijeran-absorben Musicool22-DMF

5. Terdapat Kontrol ON/OFF Heater Electric

Solar Collector

Generator

Evaporator

Musicool22 - DMF

Pengujian peformasi DAR dengan Pemvariasian beban pendinginan

Rumusan Masalah

1. Bagaimana pemilihan peralatan yang digunakan sebagai beban pendinginan pada evaporator mesin pendinginan difusi absorbsi.

2. Bagaimana metode pemvariasian beban pendiniginan pada evaporator mesin pendingin difusi absorbsi.

3. Bagaimana pengaruh variasi beban pendinginan di evaporator terhadap performa sistem pendingin difusi absorpsi.

Batasan Masalah

1. Analisa siklus yang digunakan adalah siklus DAR 2. 2. Pasangan refrigeran absorben musicool22-DMF-hidrogen. 3. Sistem beroperasi pada kondisi tunak (steady state). 4. Perubahan energi kinetik dan potensial serta efek radiasi sangat kecil sehingga dapat

diabaikan. 5. Tidak memperhitungkan rugi-rugi yang terjadi di sepanjang pipa. 6. Tidak melibatkan hidrogen dalam persamaan kesetimbangan energi karena hidrogen

tidak bereaksi dan efek pemanasan/ pendinginan yang ditimbulkan kecil. 7. Fluida gas hidrogen diperlakukan sebagai gas ideal. 8. Tidak menganalisa secara kimia perubahan-perubahan yang terjadi pada fluida larutan

dan refrigeran. 9. Refrigeran keluar evaporator dalam fase uap jenuh. 10. Tekanan yang diukur adalah tekanan total dari musicool22, DMF dan hidrogen. 11. Panas yang diberikan oleh heater electric kepada evaporator konstans. 12. Properties Musicool22 diasumsikan sama dengan properties R-22

Tujuan Penelitian

1. Menentukan peralatan yang akan digunakan sebagai beban pendinginan pada evaporator mesin pendinginan difusi absorbsi

2. Menentukan metode pemvariasian beban pendinginan pada evaporator mesin pendinginan difusi absorbsi

3. Mengetahui pengaruh variasi beban pendinginan pada evaporator terhadap peformasi sistem pendinginan absorbsi

Penelitian Terdahulu

Peningkatan Performa Unit Pendingin DAR dengan Modifikasi Evaporator dan Generator (2012) oleh Grandis Fery Rochmadi

Grandis melakukan penelitian dengan membuat dan memodifikasi evaporator dan generator sistem DAR dan menggunakan pasangan refrigeran R22-DMF dengan konsentrasi R-22 0.8 pada strong solution serta hidrogen sebagai gas inert. Eksperimen diperoleh dari penelitian tersebut yakni hasil laju pendinginan (Qevap) = 57,141 Watt, COP sebesar 0,5084 – 0,6557 dan efisiensi generator (η) = 71,01%.

Studi Eksperimen Mesin Pendingin Difusi Absorbsi R-22 –DMF Variasi Heater Generator (2012) oleh Mohomad Riva’i

Penelitian Rivai : Melakukan redesain generator dan memvariasikan daya heater masukan heater 140 V (102,2 watt), 160 V (116,8 watt), 180 V (131,4 watt), 200 V (146 watt) dan 220 V (160,6 watt) Hasil Penelitian : Semakin tinggi panas maka peformasi sistem DAR akan naik Dengan Q heater = 160,6 Watt, didapat Q 𝑒𝑣𝑎𝑝 = 0,11105 KW efesiensi generator ηgen = 0,7782 , COPtermo = 0,88 , f ( Curcilation Ratio) = 2,098.

Penelitian Terdahulu

Penelitian Terdahulu

Studi Eksperimen Variasi laju Pendinginan Kondensor Pada Mesin Pendingin Difusi Absorbsi R-22 – DMF (2012) Oleh Boby Himawan

Penelitian Boby: Boby memvariasikan laju pendinginan pada kondensor dengan memvariasikan kecepatan fan kondensor 0,711m/s, 1,478m/s, 2,038m/s, dan 2,291m/s dengan daya heater 160,6 Watt Hasil Penelitian : • Semakin tinggi laju pendinginan maka semakin baik performa DAR •Qevap terbesar ialah 143 W. •COP terbesar 0,964, • mref terbesar ialah 0,72, gram/s, •ηgen terbesar 0,924 dan, • f terendah yaitu 2,11.

Skema Penelitian

Skema Keseluruhan Skema Pengujian

Pearangkat Pendukung Pengujian

Perangkat Kontrol On / Off Heater

Kontrol ATMega-32 Op-Amp Sensor LM-35 Sensor LM-35

Parameter Peformasi DAR

Laju Alir Massa Refrijeran ( mref )

Qgenerator

4

subtitusi ketiga pers. diatas akan didapatkan nilai Qgenerator

Qgen = m4.h4 – m3.h3 – m2. h2

Cont’

* Qevaporator

Qevap = mref ( h7 – h5 )

*COP =

•Qkondensor Qkondensor = mref ( h3 – h5 )

Circulation Ratio

Grafik Peformasi Sistem DAR

Grafik Qgen = f ( Tig )

140.00

142.50

145.00

147.50

150.00

152.50

155.00

157.50

160.00

162.50

165.00

167.50

170.00

94.00 99.00 104.00 109.00

Qge

n (

Wat

t )

Tig ( 0C)

Qgen = f ( Tig ) Beban 37.50C

Poly. (03-10-13)

Poly. (04-10-13)

Poly. (05-10-13)

Poly. (06-10-13)

Grafik mref = f ( Tig )

0.00050000

0.00055000

0.00060000

0.00065000

0.00070000

0.00075000

95.00 97.00 99.00 101.00 103.00 105.00

mre

f (

kg/s

)

Tig ( 0C)

Mref = f ( Tig ) Beban 37.5 0C

Poly. (03-10-13)

Poly. (04-10-13)

Poly. (05-10-13)

Poly. (06-10-13)

Grafik Qevap = f ( Tig )

100.00

105.00

110.00

115.00

120.00

125.00

130.00

92.00 94.00 96.00 98.00 100.00 102.00 104.00 106.00 108.00

Qe

vap

(W

att

)

Tig ( 0C)

Qevap = f (Tig ) Beban 37.5 0C

Poly. (03-10-13)

Poly. (04-10-13)

Poly. (05-10-13)

Poly. (06-10-13)

Grafik COP = f ( Tig )

0.600

0.620

0.640

0.660

0.680

0.700

0.720

0.740

0.760

0.780

0.800

96.00 98.00 100.00 102.00 104.00 106.00

CO

P

Tig ( 0C)

COP = f ( Tig ) Beban 37,5 0C

Poly. (03-10-13)

Poly. (04-10-13)

Poly. (06-10-13)

Poly. (06-10-13)

Grafik Qcondensor = f ( Tig )

100.00

105.00

110.00

115.00

120.00

125.00

130.00

135.00

140.00

96.00 98.00 100.00 102.00 104.00 106.00

Qco

nd

( W

att

)

Tig ( 0C )

Qcond = f ( Tig ) Beban 370C

Poly. (03-10-13)

Poly. (04-10-13)

Poly. (05-10-13)

Poly. (06-10-13)

Grafik CR = f ( Tig )

2.00000000

2.10000000

2.20000000

2.30000000

2.40000000

2.50000000

2.60000000

2.70000000

96.00 98.00 100.00 102.00 104.00 106.00

CR

Tig ( 0C )

CR = f ( Tig ) Beban 37,5 0C

Linear (03-10-13)

Linear (04-05-13)

Linear (05-10-13)

Linear (06-10-13)

Temperatur Kabin = f ( Waktu)

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

8.00 10.00 12.00 14.00 16.00

Tk (

0C

)

Waktu ( WIB )

Tk = f ( Waktu )

Poly. (Beban Ke-1 ( 26 C ))

Poly. (Beban ke-2 ( 32,5 C))

Poly. (Beban ke-3 ( 37,5 C ))

Grafik mref Gabungan = f ( Tig )

0.0003

0.00035

0.0004

0.00045

0.0005

0.00055

0.0006

0.00065

0.0007

0.00075

92.50 94.50 96.50 98.50 100.50 102.50 104.50

Mre

f (

kg /

s )

Tig ( 0C)

mref = f ( Tig ) Gabungan

Poly. (Beban Pertama ( 26 C))

Poly. (Beban Kedua ( 32,5 C))

Poly. (Beban Ketiga ( 37,5 ))

Grafik COP Gabungan = f ( Tig )

0.50

0.55

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.85

92.5 94.5 96.5 98.5 100.5 102.5 104.5

CO

P

Tig ( 0 C )

COP = f ( Tig ) Gabungan

Poly. (Beban Pertama ( 26 C))

Poly. (Beban Kedua (32,5 C))

Poly. (Beban Ketiga (37,5 C))

Diagram Prosentase Penggunaan Energi

38%

62%

Grafik Presentase Penggunaan Energi

Solar Heater

Kesimpulan

1. Besar kecilnya panas yang diterima oleh generator sistem DAR, sangat mempengaruhi tinggi rendahnya peformasi sistem DAR.

2. Dengan beban pendinginan yang bertambah menyebabkan cooling rate mesin pendingin DAR menjadi menurun

3. Diperoleh nilai optimum pada proses penelitian ini, yaitu pada pembebanan ketiga (suhu heater 37,5 0C)

4. Dengan memvariasikan beban pendinginan di kabin evaporator DAR , diperoleh nilai – nilai optimum dari peforma sistem DAR pada variasi beban tertinggi ( Suhu heater 37,5 0C) sebagai berikut :

Panas generator ( Qgenerator ) maksimum adalah 176,11 Watt Laju alir massa refrijeran ( mref ) maksimum adalah 0,784 gram / s Panas yang diserap evaporator ( Qevap ) Maksimum adalah 136 Watt Corficient Of Peformance ( COP ) maksimum 0,831 Panas yang dibuang kondensor ( Q condensor ) maksimum 153,17 Watt Circulation Ratio ( CR ) terbaik sebesar 2,176

5. Circulation ratio yang semakin rendah menunjukkan bahwa sistem pendingin difusi absorpsi ini semakin efisien.

Saran

1. Perlengkapan safety perlu diperhatikan lebih, agar mempermudah kerja dan melindungi peneliti dari ancaman keselamatan kerja. Hal ini dikarenakan sistem pendingin difusi absorpsi menggunakan beberapa komponen yang cukup berbahaya bagi kesehatan.

2. Untuk penelitian ke depan sebaiknya proses pembuatan Solar Collector melalui proses manufaktur yang baik, sehingga dapat menghasilkan panas yang lebih tinggi , sehingga dapat melepaskan ketergantungan dengan panas yang bersumber dari electric heater

3. Pada kolektor surya dipasang perangkat sensor cahaya yang dilengkapi dengan motor yang dapat membuat kolektor surya dapat bergerak sendiri menurut arah datang cahaya matahari.

4. Proses running alat dilakukkan selama dua puluh empat jam, agar meringkankan beban pendinginan mesin DAR tatkala start up.

Terimakasih