studi eksperimen variasi beban pendinginan pada evaporator ... · presentasi tugas akhir dosen...
Post on 18-Mar-2019
244 Views
Preview:
TRANSCRIPT
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
top related