final laporan refri fiks sekali ya di print.docx

MAKALAH TUGAS BESAR TEKNIK REFRIJERASI

ANALISIS DAN REDESIGN COLD STORAGE

PT. DHARMA JAYA – CAKUNG

OLEH :

FERI ARDI 0606031875

FARID FADILLAH 0706267004

FAJARDO YOSIA 0806330075

FASRI HATOMI 0806330106

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK-2011

MAKALAH TEKNIK REFRIJERASI

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Penggunaan sistem pendinginan pada dunia industri terus meluas dengan

pesat. Sebagai contohnya adalah penggunaan sistem cold storage (tempat

penyimpanan berpendingin). Cold storage menjadi suatu hal yang wajib digunakan,

terutama pada industri – industri yang membutuhkan suatu tempat untuk menyimpan

produk dalam suatu kondisi yang harus dikondisikan sedemikian rupa sehingga tetap

terjaga kualitas dari produk tersebut.

Contoh dari industri yang menggunakan cold storage antara lain pusat

perbelanjaan swalayan, importir dan distributor daging, importir dan distributor

seafood, pabrik pembuat es, distributor buah, kamar mayat, dll. Penggunaan cold

storage menjadi sangat penting dengan kondisi yang berbeda bergantung pada produk

atau benda apa yang hendak disimpan di dalamnya.

Kebutuhan akan cold storage yang mampu memenuhi kebutuhan, semakin

mendorong bagi para engineer untuk mencoba membuat desain cold storage yang

sebaik mungkin. Untuk mendesain suatu cold storage yang baik dan mampu

kebutuhan, yaitu cooling load (beban pendinginan produk) yang disimpan maka perlu

memperhatikan beberapa hal yang sangat penting, yaitu cooling load, penggunaan

komponen utama, dan penggunaan aksesoris.

1.2 TUJUAN

Tujuan dari disusunnya makalah ini adalah

1. Melakukan desain ulang dari sistem pendingin yang digunakan oleh PT

Dharma Jaya yaitu suatu perusahaan yang bergerak di bidang penyimpanan

daging sapi.

2. Melalui desain ulang yang dibahas di dalam makalah ini, dapat dilakukan

perbandingan dengan desain aktual yang digunakan oleh PT. Dharma Jaya,

sehingga kemudian dapat dilakukan analisa. Analisa dilakukan untuk

mencapai tujuan akhir, yaitu optimalisasi dari sistem pendingin dari cold

storage

2


1.3 PEMBATASAN MASALAH

Batasan – batasan yang kami gunakan dalam melakukan pembahasan di dalam

penulisan makalah ini antara lain :

- Cold storage yang akan dianalisis adalah cold storage PT. Dharma Jaya.

- Produk yang disimpan di dalam cold storage adalah daging sapi

- Siklus pendinginan yang digunakan adalah siklus pendinginan sederhana satu

tingkat, terdiri dari komponen – komponen utama, yaitu : evaporator, kompresor,

condenser, dan aksesoris-aksesoris.

- Data-data yang diperoleh berdasarkan inspeksi dan pengukuran langsung di

lapangan.

1.4 METODOLOGI DESAIN

Dalam mendesain cold storage, diperlukan suatu metode sehingga hasil yang

diperoleh dapat menjadi maksimum. Dalam mendesain cold storage digunakan dua

metode, yaitu :

Studi literatur, dilakukan dengan cara :

Mencari referensi yang dapat mendukung pembuatan desain cold storage

Studi mengenai perhitungan cooling load

Studi lapangan, dilakukan dengan cara :

Melakukan wawancara dengan pihak – pihak yang terkait dengan desain

PT. Dharma Jaya

Studi simulasi, dilakukan dengan cara :

Melakukan perhitungan cooling load dengan perhitungan manual dan

menggunakan software Coolpack

Melakukan pemilihan kompresor dengan software Bitzer.

Melakukan pemilihan komponen Evaporator dan Condenser dengan

software Guntner.

Melakukan pemilihan komponen aksesoris

3


BAB II

SIKLUS PENDINGIN DALAM SISTEM COLD STORAGE

2.1 SIKLUS PENDINGIN

Sistem refrigerasi adalah suatu sistem yang menjadikan kondisi temperatur

suatu ruang dibawah temperatur suatu ruang dibawah temperatur semula (menjadikan

temperatur dibawah temperatur siklus). Pada prinsipnya kondisi temperatur rendah

yang dihasilkan oleh suatu sistem refrigerasi diakibatkan oleh penyerapan panas pada

reservoir dingin (low temperature source) yang merupakan salah satu bagian sistem

refrigerasi tersebut. Panas yang diserap bersama-sama energi (kerja) yang diberikan

kerja luar dibuang pada bagian sistem refrigerasi yang disebut reservoir panas (high

temperature sink).

Siklus kompresi uap adalah suatu siklus dimana fluida kerja secara berganti-

ganti diuapkan dan diembunkan, dengan suatu proses kompresi uap diantara dua

proses tersebut.

Siklus refrigerasi kompresi mengambil keuntungan dari kenyataan bahwa

fluida yang bertekanan tinggi pada suhu tertentu cenderung menjadi lebih dingin jika

dibiarkan mengembang. Jika perubahan tekanan cukup tinggi, maka gas yang ditekan

akan menjadi lebih panas daripada sumber dingin diluar (contoh udara diluar) dan gas

yang mengembang akan menjadi lebih dingin daripada suhu dingin yang dikehendaki.

Dalam kasus ini, fluida digunakan untuk mendinginkan lingkungan bersuhu rendah

dan membuang panas ke lingkungan yang bersuhu tinggi.

Siklus refrigerasi kompresi uap memiliki dua keuntungan. Pertama, sejumlah

besar energi panas diperlukan untuk merubah cairan menjadi uap, dan oleh karena itu

banyak panas yang dapat dibuang dari ruang yang disejukkan. Kedua, sifat-sifat

isothermal penguapan membolehkan pengambilan panas tanpa menaikan suhu fluida

kerja ke suhu berapapun didinginkan. Hal ini berarti bahwa laju perpindahan panas

menjadi tinggi, sebab semakin dekat suhu fluida kerja mendekati suhu sekitarnya akan

semakin rendah laju perpindahan panasnya.

4


Gambar 2.1.1. Gambaran skematis siklus refrigerasi kompresi uap

Gambar 2.1.2 Gambaran Skematis Siklus Refrigerasi Termasuk Perubahan Tekanannya

Siklus refrigerasi ditunjukkan dalam Gambar 1 dan 2 dan dapat dibagi menjadi

tahapan - tahapan berikut :

1 – 2. Cairan refrigeran dalam evaporator menyerap panas dari sekitarnya, biasanya

udara, air atau cairan proses lain. Selama proses ini cairan merubah bentuknya dari

cair menjadi gas, dan pada keluaran evaporator gas ini diberi pemanasan berlebih/

superheated gas.

2 – 3. Uap yang diberi panas berlebih masuk menuju kompresor dimana tekanannya

dinaikkan. Suhu juga akan meningkat, sebab bagian energi yang menuju proses

kompresi dipindahkan ke refrigeran.

3 – 4. Superheated gas bertekanan tinggi lewat dari kompresor menuju kondenser.

Bagian awal proses refrigerasi (3-3a) menurunkan panas superheated gas sebelum gas

ini dikembalikan menjadi bentuk cairan (3a-3b). Refrigerasi untuk proses ini biasanya

dicapai dengan menggunakan udara atau air. Penurunan suhu lebih lanjut terjadi pada

5


pekerjaan pipa dan penerima cairan (3b - 4), sehingga cairan refrigeran didinginkan

ke tingkat lebih rendah ketika cairan ini menuju alat ekspansi.

4 - 1 Cairan yang sudah didinginkan dan bertekanan tinggi melintas melalui peralatan

ekspansi, yang mana akan mengurangi tekanan dan mengendalikan aliran menuju

2.2 PERALATAN–PERALATAN MESIN PENDINGIN

2.2.1 KOMPRESOR

Kompressor adalah alat yang digunakan untuk menghisap uap refrigerant dan

mengkompresinya sehingga tekanan uap refrigerant naik sampai ke tekanan yang

diperlukan untuk pengembunan (kondensasi) uap regrigerant di dalam kondensor.

Kompressor ini digerakkan oleh sumber tenaga dari mesin penggerak, seperti:

• Motor listrik

• Motor bakar

• Diesel

• Mesin uap

• Turbin gas

Pada kompressor, berlaku persamaan neraca energi;

W kompresor = h3 – h2

2.2.2 KONDENSOR

Kondensor merupakan alat penukar panas yang berguna untuk mendinginkan

uap refrigerant dari kompressor agar dapat mengembun menjadi cairan. Pada saat

pengembunan ini, refrigerant mengeluarkan sejumlah kalori (panas pengembunan)

yang mana panas ini diterima oleh media pendingin di dalam kondensor.

Peralatan ini menerima refrigeran panas–lanjut dari kompresor, membebaskan

panas, kemudian mencairkan refrigeran. Kondensor adalah bagian terpenting dari

pembuangan panas dalam sistem refrigerasi. Fluida berlebih seperti udara atau air

membawa panas, jenis fluida ini menentukan jenis kondensor pendinginan udara atau

pendinginan air.

2.2.2.1 Kondensor pendinginan air

Dalam kategori kondensor pendinginan air terdapat kondensor selonsong dan

buluh horisontal, selongsong dan buluh vertikal, selongsong dan koil, pipa ganda dan

6


evaporatif. Yang sering digunakan dalam jenis pendinginan air adalah kondensor

selongsong dan buluh horisontal.

2.2.2.2 Kondensor pendinginan udara

Selain pembuangan panas ke air, kondensor dapat membuang panas ke udara.

Kondensor pendinginan udara biasanya terbuat dari koil bersirip yang diluarnya udara

dihembuskan dan refrigeran mengembun dalam buluh. Dalam praktek unit refrigerasi

berdaya sangat rendah menggunakan kondensor berpendingin udara karena

kesederhanaannya. Sampai beberapa tahun yang lalu penggunaannya dibatasi untuk

sistem sampai sekitar dua daya kuda, namun kini kondensor jenis ini dapat dijumpai

untuk pemakaian dalam sistem sampai 100 ton.

2.2.3 PERALATAN EKSPANSI

Setelah kompresor dn kondensor peralatan dasar sistem kompresi uap adalah

peralatan ekspansi. Dua fungsi peralatan ekspansi adalah menurunkan tekanan cairan

refrigeran, dan harus bisa mengatur aliran refrigeran ke evaporator. Jenis yang umum

sebagai peralatan ekspansi adalah pipa kapiler (capillary tube), katup ekspansi

termostatik (thermostatic expansion valve), low–side float valve, dan katup ekspansi

tekanan konstan (constant pressure expansion valve).

Jenis peralatan ekspansi yang paling dikenal untuk sistem refrigerasi ukuran

menengah adalah katup ekspansi termostatik. Nama “termostatik” dapat menyalah

artikan karena kontrol adalah dilakukan bukan oleh temperatur dalam eveporator, tapi

oleh jumlah gas hisap panas lanjut yang meninggalkan evaporator. Katup ekspansi

termostatik mengatur laju aliran cairan refrigeran dalam kesebandingan dengan laju

penguapan dalam evaporator.

2.2.4 EVAPORATOR

Suatu evaporator dalam sistem refrigerasi adalah penukar panas yang

memindahkan panas dari zat yang didinginkan ke refrigeran menguap. Tujuan sistem

refrigerasi adalah membebaskan panas dari udara, air, atau beberapa benda yang lain.

Pembebasan itu dilakukan oleh evaporator.

2.2.5 AKSESORIS

Di dalam mendesain siklus pendingin, selain mempergunakan komponen –

komponen utama, dibutuhkan juga komponen tambahan atau aksesoris. Aksesoris

tersebut antara lain :

Expansion valve

Untuk menurunkan tekanan dari cairan refrigerant sebelum masuk ke evaporator

7


Shut – off valve

Untuk menghentikan aliran refrigran secara total, akan tertutup bila terdapat

failure dalam sistem kontrol input seperti temperature controllers dan steam

pressure controllers

Check valve

Untuk mengalirkan fluida (liquid atau gas) hanya ke satu arah, Prinsip kerja dari

check valve ini adalah aliran refrigant mempunyai tekanan yang cukup untuk

membuka valve yang ada sehingga refrigrant dapat mengalir

Filter dryer

Untuk menyaring refrigran dari moisture yang mungkin terjadi selama proses

instalasi dan sebagai penetralisir asam yang merupakan hasil interaksi dari

moisture dan oli

Oil separator

Berfungsi sebagai alat yang digunakan untuk memisahkan oli dengan refrigran,

prinsip kerja dari oil separator ini menggunakan prinsip perbedaan massa jenis

dan specific gravity antara oli dengan refrigran

Sight glass

Berfungsi untuk mengindikasikan kondisi refrijeran di dalam liquid line dan

kandungan moisture dari refrijeran itu sendiri

Solenoid valve

Berfungsi sebagai alat kontrol aliran refrijeran, terdiri dari tipe normally open,

normally closed. Tipe normally open akan dapat mengalirkan refrijeran ketika

tidak dialirkan arus listrik, karena apabila terdapat aliran listrik yang mengalir

melalui koil berbentuk solenoid, maka akan menyebabkan aktuator untuk

memposisikan valve pada posisi tertutup. Sedangkan tipe normally closed akan

dapat mengalirkan refrijeran pada kondisi yang sebaliknya (terdapat aliran listrik).

Pressure control

Berfungsi sebagai alat safety, mencegah kerusakan sistem apabila terjadi tekanan

yang terlalu rendah pada suction atau tekanan terlalu tinggi pada discharge

kompresor. Dapat mematikan sistem secara otomatis

8


BAB III

DESKRIPSI COLD STORAGE

3.1 DATA COLD STORAGE

Data Cold Storage yang digunakan adalah ruang K dari Cold Storage PT Dharma

Jaya, Cakung.

Dimensi cold storage :

Dimensi dalam : panjang 7 m, lebar 5 m dan tinggi 3 m.

Dimensi pintu : lebar 1.06 m, tinggi 1.5 m dan tebal 0.164 m.

Material dinding, atap dan pintu :

0.002 m Seng pada kedua sisi dan 0.16 m Rigid Polyurethane.

Material atap : 0.002 m Seng pada kedua sisi dan 0.16 m Rigid Polyurethane.

Material lantai : 0.1m beton (slab).

Tempratur Cold Storage :

NO ITEM TLuar(C) TDalam (C)

1 Dinding Depan 7 -21.4

2 Dinding Belakang 38.3 -21.3

3 Dinding Kanan -21 -21

4 Dinding Kiri -21 -21

5 Atap 34 -21

6 Lantai 30 -21

- Tempratur dalam cold storage : -20oC.

- RH cold storage : 95 %.

9


- Tempratur lorong : 7 oC.

- RH lorong : 73 %.

Beban Cold Storage

Daging Sapi (Sirloin) 18 ton (max 30 ton).

o T daging masuk : -8 oC.

o T cool : -20 oC.

o Waktu pendinginan : 8 jam.

Lampu : 1 buah @ 75 watt.

Fan Evap : 5 buah @ 0.75 kW elektrik.

Pekerja : 1 orang 1x 24 jam.

3.2 KOMPONEN COLD STORAGE

Di dalam melaksanakan analisa terhadap sistem refrigerasi , dilakukan

pengambilan data yang di ambil pada cool storage yang terdapat di PT.Dharma Jaya.

Gambar 3.2.1 Bagian Dalam Cold Storage

Sistem pendingin untuk ruang ini menggunakan komponen-komponen berikut :

10


1. Satu unit kompresor

2. Satu unit condenser

3. Satu unit evaporator

Gambar 3.2.2 Evaporator

Gambar 3.2.3 Kompresor

Gambar 3.2.4 Evaporator

3.3 KALKULASI BEBAN PENDINGINAN

11


3.3.1 Beban Transmisi

Beban transmisi dihitung dengan formulasi sebagai berikut :

Q=U . A . ∆ T

U= 11hi

+Ls

K s+

Lp

K p+

Ls

K s+ 1

ho

Nilai 1/ hi dan 1/ho memberikan efek yang sangat kecil dalam kalkulasi U sehingga

dapat diabaikan. [Ashrae hand Book 2006, page 13.1].

Seng Polyurethane Seng Beton

(slab)

Konduktifitas (K) 116W/mK 0.026 W/ mK 116 W/ mK 0.72 W/mK

Tebal (L) 0.002 m 0.16 m 0.002 m 0.1 m

NO ITEM

U (W/m2

K) A (m2) TL (C) TD (C) Q (W)

1 DINDING DEPAN 0.16 21 7 -21.4 95,43

2

DINDING

BELAKANG 0.16 21 38.3 -21.3 200,26

3 DINDING KANAN 0.16 15 -21 -21 0

4 DINDING KIRI 0.16 15 -21 -21 0

5 ATAP 0.16 35 34 -21 308

6 LANTAI 7.2 35 30 -21 12852

TOTAL 13455,68

Suhu dalam tanah diasumsikan sebesar 30oC berdasarkan referensi data suhu tanah

di Jakarta. Dengan demikian didapatkan beban transmisi sebesar 13455,68 W atau

13.455 kW.

3.3.2 Beban Infiltrasi

Beban infiltrasi diperoleh dengan tahapan sebagai berikut :

Menghitung volume ruangan cold storage. Didapatkan volume cold storage

yaitu 3705.19 cubic feet.

Berdasarkan Tabel 3 dan setelah melakukan interpolasi, dengan volume

tersebut didapatkan Air Factor Change (ACF) sebesar 6,8.

Kalkulasi beban infiltrasi dilakukan dengan software Cool Pack.

12


Dengan menggunakan software cool pack dan memasukkan data Tair in sebesar

7 oC dan RH air in : 73 % ( udara pada lorong), maka didapatkan Q Infiltrasi : 0.408

kW.

3.3.3 Beban Produk

Cool storage di desain untuk mendinginkan daging sapi dengan massa sebesar

30 ton. Pada data sebelumnya, cool storage sedang digunakan untuk mendinginkan

daging dengan massa 18 ton. Karakteristik daging adalah:

Daging = Sirloin

Tin = -8 oC

Tcool = -20 oC

Tfreez = -1.7 oC

Cp below = 2.11 kJ/kg

Time = 8 jam.

Tabel 3.3.3.1. Thermal Properties of Food

Beban produk dihitung dengan persamaan

Q=mC p ∆T

massa daging 18 ton :

Q=mC p ∆T

Q = 18.000 kg x 2.11 kJ/ kg K x (-8 – (-20)) K

Q = 455760 kJ

13


Untuk massa daging 30 ton :

Q=mC p ∆T

Q = 30.000 kg x 2.11 kJ/ kg K x (-8 – (-20)) K

Q = 759600 kJ

Dengan waktu pendinginan selama 8 jam, maka :

Q18 ton=Q

8 x3600 s

Q18 ton=455760 kJ8x 3600 s

=15,825 kW

Q18 ton=Q

8 x3600 s

Q30 ton=759600 kJ8 x 3600 s

=26,375 kW

3.3.4 Beban Internal

Lampu :

Lampu yang digunakan adalah lampu pijar dengan daya 75 Watt. Berdasarkan

referensi yang ada, daya lampu yang diubah menjadi kalor sebesar ±70 % dari

daya lampu, sehingga kalor yang dihasilkan lampu adalah sebesar 75 Watt x

70% = 52,5 Watt = 0.0525 kW.

Fan :

Fan yang digunakan pada evaporator adalah 5 buah fan dengan daya masing-

masing 1 PK = 0.75 kW. Berdasarkan table 6, Ashrae Hand Book page 13.4,

tipe fan adalaha motor in, driven equipment out (aliran udara melalui motor

terlebih dahulu sebelum melalui driven equipment), maka kalor yang dihasilkan

dari setiap fan adalah 249 watt, dan total kalor fan adalah 5 x 249 Watt = 1245

Watt = 1.245 kW.

14


Tabel 3.3.4.1 Heat Gain fro Typical Electric Motor

Pekerja :

Untuk menghitung beban kalor dari manusia, digunakan persamaan 10 Ashare

Hand Book page 13.4. Waktu yang digunakan pekerja dalam ruangan cold

storage adalah ± 1 x 24 jam.

Q = 272 – 6t

Q = 272 – 6 (-20)

Q = 390 Watt

= 0.39 kW.

Dfrost :

Dari data yang ada, kalor dfrost adalah sebesar 3000 watt = 3 kW.

Total Beban Internal adalah

Qin = Q lampu + Q fan + Q pekerja + Qdfrost

= (0.0525 + 1.245 + 0,39 + 3) kW

= 4,6875 kW

Total cooling load (beban pendinginan) adalah :

Q total = Q trans + Q infiltrasi + Q produk 30 ton + Q internal

Q total = (13.455 + 0.408 + 26.375 + 4.6875) kW

Q total = 44.9255 kW.

15


Perhitungan safety factor.

Safety factor digunakan dalam mendesain suatu cold storage untuk menghindari

kemungkinan-kemungkinan yang terjadi pada kondisi actual dengan perhitungan yang

dilakukan. Berdasarkan Ashrae Hand Book 2006 page 13.7, safety factor yang

digunakan adalah dengan menambahkan 10% cooling load dari total beban

pendinginan.

Qsafe = 44.9255 kW x 10 % = 4.493 kW

Setelah ditambahkan safety factor, maka beban pendinginan total adalah :

Q total = 44.9255 kW + 4.493 kW = 49.42 kW.

PIPING DESIGN

Material pipa : copper pipe

Refrigerant : R-22

Temperatur evaporator : -22 °F (-30 °C)

Temperatur kondenser : 114.8 °F (46 °C)

Panjang liquid line : 13,12 ft (4 m)

Kapasitas pendinginan : 14,04 tons (49,42 kW)

16


Liquid line :

1. Estimasi ukuran pipa

Untuk kapasitas 14,04 tons, maka diameter pipa yang digunakan adalah 7/8 inch

(kapasitas 18,2 ton).

2. ΔT aktual :

∆ T aktual=∆ T tabel[ actual lengt htable lengt h ] [ actual capacity

table cap acity ]1.8

∆ T aktual=0.56 °C [ 4 m30,48 m ][ 49,42 kW

64,06 kW ]1.8

=0.046° C

3. Pressure drop aktual

Pressure dropaktual=Pressure droptabel ( ∆ Taktual

∆ T tabel)

Pressure dropaktual=21.03 kPa( 0,046° C0.56° C )=1,72 kPa

4. Jatuh tekanan total

Panjang riser yang digunakan sekitar 1,5 m. Untuk refrigerant 22, maka pressure drop

liquid line sebesar 11,31 kPa/m.

17


Pressure drop¿ riser=riser h eigh t x Refrigerant pressure droplengt h

Pressure drop¿ riser=1,5 m x11,31 kPam

=16,96 kPa

Maka, total pressure drop adalah :

total pressure drop=actual pressure drop+riser pressure drop=1,72 kPa+16,96 kPa=18,68 kPa

5. Tekanan saturasi R-22 pada valve :

Dari tabel refrigerant properties, tekanan saturasi R-22 pada temperature kondensasi -

22 °F (-30 °C) adalah 163,89 kPa

saturated pressureTX valve=saturated pressure41℃−total pressure drop

saturated pressureTX valve=163,89 kPa−18,68 kPa=145,21 kPa

6. Temperatur saturasi pada valve :

Dari tabel refrigerant properties, dari hasil interpolasi didapat temperature saturasi R-

22 pada tekanan saturasi 145,21 kPa adalah sebesar 32,84 °C

Suction line

Panjang ekuivalen suction line sekitar 2,5 m.

1. Estimasi ukuran suction line

Dari table 12 , digunakan diameter pipa 2 1/8 inch untuk kapasitas pendinginan

maksimum sebesar 15,92 tons (56,03 kW)

2. Koreksi untuk kondisi operasi actual

actual capacity=table capacity x0,94=15,92 tons x 0,94=14,96 tons(52,6 kW )

3. ∆T aktual


table capacity ]1.8

∆ T aktual=0.56 °C [ 2,5m30,48 m ][ 52,6 kW

49,42 kW ]1.8

=0.05° C

18


4. Jatuh tekanan aktual


∆ T tabel)

Pressure dropaktual=10.03 kPa( 0.05° C0.56 ° C )=0,89 kPa

Discharge line

Panjang ekuivalen discharge line sekitar 3 m

1. Estimasi ukuran suction line

Dari table 12 , digunakan diameter pipa 1 3/8 inch untuk kapasitas pendinginan

maksimum sebesar 14,4 tons (50,68 kW)

2. Koreksi untuk kondisi operasi actual

actual capacity=table capacity x1,07=14,4 tons x 1,07=15,41 tons(54,23 kW )

3. ∆T aktual


table capacity ]1.8

∆ T aktual=0.56 °C [ 3m30,48 m ][54,23 kW

50,68 kW ]1.8

=0.062 °C

4. Jatuh tekanan aktual


∆ T tabel)

Pressure dropaktual=21.03 kPa( 0.062° C0.56 ° C )=2,33kPa

19


Grafik distribusi beban pendinginan.

30%

1%59%

10%

GRAFIK PERSENTASE COOLING LOAD

Beban TransmisiBeban InfiltrasiBeban ProdukBeban Internal

Dari grafik di atas, dapat diketahui bahwa beban terbesar didapatkan dari beban produk

(daging sapi) yang mencapai 59 % dari total beban cold storage.

20


BAB IV

REDESIGN COOL STORAGE

4.1 REDESAIN KOMPONEN REFRIJERASI

Langkah yang dilakukan untuk meredesain cold storage adalah dengan terlebih

dahulu menghitung beban pendinginan dari cold storage tersebut. Kemudian dilakukan

pemilihan evaporator yang memiliki cooling capacity yang sesuai dengan ruangan cold

storage. Setelah didapatkan data evaporator, langkah selanjutnya adalah dengan

melakukan pemilihan kompresor. Langkah selanjutnya adalah dengan melakukan

pemilihan condenser dan aksesoris-aksesoris.

4.2 PEMILIHAN EVAPORATOR

Gambar 4.2.1 Input Data Evaporator

21


Pemilihan Evaporator dilakukan dengan menggunakan software Guntner. Input

capacity berdasarkan total cooling load dari hasil perhitungan. Refrijeran yang akan

digunakan adalah R22. Evaporating temperature diset sebessar -30 oC dengan

superheating 5 K. Cond. temperature di set sebesar 46oC dengan subcooling 5 K. Inlet air

temperature diset sebesar -20oC. Seluruh data yang diimput merupakan data yang

diperoleh di lapangan.

SPESIFIKASI EVAPORATOR

Dengan menggunakan software GUNTER maka didapatkan Evaporator tipe GHN

050.2F/4 7-ENS50.E. Evaporator tersebut dilih karena alasan sebagai berikut :

22


1. Kapasitas Evaporator (50,3 kW) sedikit lebih besar dibandingkan total cooling

load cold (49.42 kW).

2. Rata-rata temperature air inlet dan air outlet adalah sebesar -22.15oC, berada di

bawah temperature ruangan yang ingin dicapai (20oC).

4.3 PEMILIHAN KOMPRESOR

Gambar 4.3.1 Pemilihan Kompresor

Pemilihan kompresor dilakukan dengan menggunakan software Bitzer. Tipe

kompresor yang digunakan adalah kompresor jenis Semi-hermetic Reciprocating

Compressor. Cooling capacity dan data lainnya yang di input merupakan cooling

capacity yang didapatkan dari spesifikasi Evaporator.

SPESIFIKASI KOMPRESOR

23


Kompresor yang didapatkan adalah kompresor Semi-hermetic Reciprocating tipe

66F-80.2-40P dengan cooling capacity 51.7 kW (nilai tersebut sedikit lebih tinggi dari

cooling capacity Evaporator sebesar 50.3).

4.4 PEMILIHAN KONDENSER

24


Gambar 4.4.1 Pemilihan Kondenser

Kondenser dipilih dengan menggunakan software Guntner. Nilai Capacity

dimasukkan berdasarkan condensing capacity yang didapatkan dari spesifikasi

kompresor, yaitu 88.4 kW. Nilai air temperature di input berdasarkan temperature udara

inlet condenser di lapangan yaitu 32oC.

SPESIFIKASI KONDENSER

25


Condenser yang dipilih adalah condenser tipe GVH 065. 1A/2-ND.E. Alasan

pemilihan kondenser ini adalah :

1. Memiliki capacity sebesar 89.8 kW ( nilai tersebut berada sedikit di atas

nilai condensing capacity kompresor sebesar 88.4 kW).

4.5. PEMILIHAN AKSESORIS

26


Pemilihan komponen aksesories menggunakan bantuan cool cat . Pemilihan dilakukan

berdasarkan spesifikasi komponen utama yang telah diperoleh sebelumnya dengan kebutuhan

berikut ini :

a. Expansion ValveExpansion valve adalah suatu device yang digunakan untuk menurunkan tekanan sebelum

masuk evaporator. Pemilihan jenis expansion valve berdasarkan pada kapasitas

evaporator dan jenis refrigerant yang digunakan. Dari kapasitas evaporator maka

daidapatkan jenis expansion valve bertype TRE.

Gambar. 4.5.1. Pemilihan expansion valve

b. Solenoid Valve

27


Selama sistem pendingin menggunakan solenoid valve, sistem pendingin akan lebih aman

karena fungsi dari solenoid valve adalah sebagai katup pengatur aliran refrigerant yang

apabila sistem mengalami kelebihan beban, maka solenoid valve akan mematikan

compressor. Solenoid valve diletakkan setelah kondensor. Solenoid valve yang dipilih

berdasarkan software adalah type EVRC 10-20. Kami memilih tipe EVCR karena solenoid

valve yang kami gunakan diletakkan pada liquid lines dan memiliki syarat aliran

membalik.Setelah itu dimasukkan data-data ke dalam sistem sesuai dengan spesifikasi pada

masing-masing sistem.

Gambar 4.5.2. Pemilihan solenoid valve

c. Pressure control

28


Pada pressure control type yang digunakan dipilih berjenis KP pressure control . Hal

ini dikarenakan sebagai indicator pengaman jika terjadi tekanan penghisap terlalu

rendah dan tekanan discharge terlalu tinggi.

Gambar 4.5.3. Pressure control

d. Pressure regulator

Pressure regulator adalah suatu sistem yang digunakan sebagai pengatur tekanan dari

refrigerant yang telah keluar dari evaporator maupun yang masuk kedalam kondensor.

Dari hasil input data diatas maka di dapat jenis pressure regulator seperti di bawah ini

29


Gambar 4.5.4.Pemilihan pressure regulator

e. Filter dries

Filter dries adalah aksesories yang digunakan sebagai penyaring. Posisi filter dires

diletakkan setelah kondensor dan flash tank sehingga berfungsi untuk menghilangkan

kotoran yang terlarut dalam aliran refrigerant cair dan menghilangkan sisi uap lembab

yang mungkin terjadi serta dapat menetralkan asam yang terbentuk dari interaksi uap

lembab dan oli

Gambar 4.5.5. Pemilihan filter dries

30


f. Sight GlassesSight glass adalah bagian dari accessories yang digunakan untuk melihat aliran

refrigerant basah dan kering. Jenis refrigerant yang dimasukkan adalah R22 dengan

liquid temperature 43.00C.

Gambar 4.5.6. Pemilihan sight glass

g. Check Valve

Check valve berfungsi untuk membuat aliran searah. Cara kerjanya adalah

katup akan terbuka pada saat tekanan aliran pada saat masuk katup lebih tinggi

daripada pada saat keluar katup dan katup akan tertutup apabila tekanan pada sisi

keluar lebih besar daripada tekanan masuk. Biasanya diletakkan pada liquid line,

suction, hot gas.

31


Gambar 4.5.7.Pemilihan check valve

h. Shut off valve

Shut off valve adalah bagian dari accessories pada sistem refrigerasi untuk mengatur

gerak refrigerant. Pada pemilihan shut off valve , digunakan type BM karena

bentuknya yang terlihat lebih muda dioperasikan tanpa bantuan alat.

Gambar 4.5.8. Pemilihan shut off valve

32


i. Oil Separator

Oil separator berfungsi untuk memisahkan antara efrigerant dengan oli

yang terbawa pada saat efrigerant di kompres didalam kompresor, hal ini

dilakukan untuk mencegah kompresor kekurangan oli sebagai pelumasan dan

mencegah oli masuk ke dalam condenser. Parameter yang digunakan dapat dilihat

pada gambar diatas, setelahnya didapatkan hasil seperti gambar dibawah.

Gambar 4.5.9. Pemilihan oil separator

33


BAB V

PENUTUP5.1. KESIMPULAN

Berdasarkan pembahasan di atas , maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

a. Pemilihan komponen-komponen pada sistem refrigerasi dilakukan dengan

software Bitzer 5.12, GPC 2006, dan Coolcat 2004

b. Dari hasil perhitungan diperoleh beban transmisi sebesar 13.455 kW, beban

infiltrasi sebesar 0.408 kW, beban produk sebesar 26.375 kw sehingga diperoleh

beban total sebesar 49.42 kw.

c. Dari hasil simulasi yang dilakukan diperoleh kapasitas evaporator sebesar 50.3

kw

d. Dari hasil simulasi yang dilakukan diperoleh kapasitas kondensor sebesar 88.4

kw

e. Dari hasil simulasi yang dilakukan diperoleh type compressor kompresor Semi-hermetic Reciprocating tipe 66F-80.2-40P dengan cooling capacity 51.7 kW.

34


DAFTAR PUSTAKA

EE IIT Kharagpur, Refrigeration and Air Conditioning. India

Cengel, Yunus A dan Boles, Michael. 2006. Thermodynamics An engineering

Approach

Coolpack Helpfiles and Tutorials. ThecnicalUniversity of Denmark

2006 ASHRAE Handbook – Refrigeration

Incropera, Fundamental of Heat and Mass Transfer

35


LAMPIRAN 1

Simulasi Flovent Sebelum Redesain

Gambar 1. Simulasi Dengan Menggunakan Flovent Sebelum Redesain

Gambar 2. Simulasi Ruangan Cold Storage Sebelum Redesain

36


Gambar 3. Sketsa Cold Storage Sebelum Redesain

Gambar 4. Simulasi Flovent Sebelum Redesain

37


Lampiran 2 . Simulasi Dengan Menggunakan Fluent Setelah Redesain

Gambar 5. Hasil Messing

Gambar 6. Messing Pondasi

38


Lampiran 3. Simulasi Dengan Menggunakan Solidworks

39

final laporan refri fiks sekali ya di print.docx

Documents