makalah paberik es

9
MAKALAH SISTEM REFRIGERASI MESIN PABRIK ES DISUSUN OLEH : TONY F SMK NEGERI 1 GEMPOL

Upload: yuni-nurcahyani

Post on 24-Jul-2015

146 views

Category:

Documents


6 download

TRANSCRIPT

Page 1: Makalah Paberik Es

MAKALAH

SISTEM REFRIGERASI MESIN PABRIK ES

DISUSUN OLEH :TONY F

SMK NEGERI 1 GEMPOLTAHUN AJARAN 2011-2012

Page 2: Makalah Paberik Es

SISTEM REFRIGERASI PABRIK ES

Gambar 1.1 Instalasi sistem refrigerasi water chiller untuk pabrik es

Gambar 1.1 merupakan gambar instalasi pemipaan sistem refrigerasi dengan water chiller untuk pabrik es. Dari gambar terdapat 3 sistem yang perlu kita anailisi, yaitu:

1. Sistem Refrigerasi2. Sitem Cooling Tower3. Sistem Ice Plant

1. Komponen Sistem RefrigerasiA. Compressor

Gambar 1.2 Gambar Kompresor unit (courtesy : PT. Grasso Int.)

Karena refrigeran yang sering digunakan pada sistem refrigerasi untuk pabrik es adalah R-717 (ammonia) dan halocarbon maka kompresor yang digunakan bisa reciprocating, rotary dan centrifugal. Untuk menentukkan kompresor pada sistem refrigerasi untuk pabrik es, diperlukan beberapa parameter seperti berikut :a. Speed dalam rpm (rotasi per menit) b. Evaporating temperatur Te dalam °C (evaporasi temperatur refrigerant/amoniak) c. Condensing temperatur Tc dalam °C (kondensasi temperatur refrigerant/amoniak) d. Superheat dalam K (panas lanjut kompresi yang melewati batas saturasi uap Te) e. Subcooling dalam K (pendinginan lanjut yang melewati batas saturasi cair Tc)

Page 3: Makalah Paberik Es

Evaporating temperatur untuk Pabrik Es pada umumnya ditetapkan pada suhu –8°C hingga –15°C, karena air garam biasanya bekerja pada suhu –5°C hingga –12.5°C. Temperatur air garam lebih rendah dari –15°C akan membuat Es Balok cepat retak pada waktu pencabutan es, karena perbedaan temperatur udara dan es yang sangat besar. Condensing temperatur biasanya berkisar antara 35°C hingga 45°C, tergantung dari jenis refrigerant yang digunakan (Freon/Amoniak) juga jenis condenser (air cooled, water cooled atau evaporative condenser). Superheat adalah perbedaan suhu antara saturasi uap temperatur dari kompresi (Te) yang suhunya naik akibat panas lanjut dari lingkungan sekitarnya (panas udara di ruangan mesin atau panas mesin sendiri dari pergerakan piston) hingga mencapai saturasi uap temperatur sesungguhnya. Ideal superheat 0 K pada dasarnya sulit dicapai. Umumnya superheat berkisar antara 3 hingga 5 K. Subcooling adalah penurunan temperatur saturasi cair dari kondensasi lebih lanjut dengan menggunakan heat exchanger (penukar kalor) antara amoniak dengan air, udara, atau refrigerant lain. Subcooling bisa mencapai penurunan temperatur 5 hingga 10 K. Apabila tidak digunakan heat exchanger tambahan setelah condenser untuk menurunkan temperatur saturasi cair dari kondensasi maka sub cooling adalah 0 K.

B. Condensing unitDalam aplikasinya, terdapat tiga jenis condenser berdasarkan media pendinginnya, yaitu :1) Air Cooled Condeser (ACC)

Air Cooled Condeser (ACC) adalah condenser dengan media pendingin udara. Keuntungan menggunakan Air Cooled Condeser adalah mengurangi instalasi untuk cooling tower sehingga mengurangi biaya perawatan. Instalasi cooling tower akan berhubungan dengan maintenance pada water treatment, make up water, perawatan pada tower, freeze protection dan pembesihan tabung condenser. Keuntungan lain dari Air Cooled Condeser adalah sistem yang sudah utuh, packaged system, sehingga akan mengurangi waktu untuk mendesain sistem, instalasi yang sederhana, dan faktor packaging system yang membuat semua komponen refrigerasi yang sudah terpasang dari pabrik sehingga memudahkan untuk monitoring sistemnya. Kerugian dari sistem ini adalah jika temperatur ambient diatas dari temperature kondesor serta mahalnya biaya energy listrik. Air Cooled Condeser diinstalasi dibagian luar gedung.

Gambar 1.3 Air Cooled Condenser

Page 4: Makalah Paberik Es

2) Water Cooled Condenser (WCC)Water Cooled Condenser adalah condenser dengan media pendingin air. Energi yang digunakan pada Water Cooled Condenser lebih efesien dibandingkan Air Cooled Condenser. Keuntungan menggunakan Water Cooled Condenser salah satunya tidak dipengaruhi oleh temperatur ambient . Life time dari Water-cooled chiller bisa mencapai 20-25 tahun sedangkan untuk air-cooled chillers hanya 15-20 tahun. Water Cooled Condenser diinstalasi di bagian dalam gedung biasanya di basement. Kerugian dari Water Cooled Condenser adalah instalasi yang tidak sederhana. Secara umum sistem Water Cooled Condenser bisa dibagi menjadi 2 kategori, yaitu :

a. Waste-water system, dimana air yang sudah terpakai di condenser langsung dibuang. Biasanya sistem ini dipakai untuk lokasi sistem yang kaya dengan sumber air.

Gambar 1.4. Waste-water system

b. Recirculated water system, dimana air yang sudah terpakai untuk mendinginkan kondenser didinginkan melalui cooling tower lalu disirkulasikan kembali ke condenser.

Gambar 1.5. Recirculated water system

Page 5: Makalah Paberik Es

Terdapat tiga tipe dasar dari Water Cooled Condenser yaitu :a) Tipe double-tube / tube and tube

Tipe ini menggabungkan dua pipa, yang satu berisi refrigeran dan satunya lagi berisi air dengan arah arus saling berlawanan.

Gambar 1.6 Double tube Condenser

b) Tipe Shell and tubeTipe ini menggunakan shell (tabung) yang berfungsi menampung refrigeran dari kompresor untuk dikondesasikan sedangkan air sebagai media penghantar panas berada di dalam pipa horizontal.

Gambar 1.7 Shell and tube Condenser

c) Tipe Shell and coilTipe ini menggunakan shell (tabung) yang berfungsi menampung refrigeran dari kompresor untuk dikondesasikan sedangkan air sebagai media penghantar panas berada di dalam pipa coil.

Tube

Shell

Cold water in Refrigerant liquid out

Refrigerant vapor in

Hot water out

Page 6: Makalah Paberik Es

Gambar 1.8 Shell and coil Condenser

3) Evaporative Cooled Condenser (ECC)Evaporative Cooled Condenser adalah condenser dengan media pendingin kombinasi antara udara dan air.

Gambar 1.9 Evaporative Cooled Condenser

C. Evaporator unitEvaporator berfungsi untuk menguapkan refrigerant, dalam hal ini refrigeran akan mengambil panas dari sistem. Dalam sistem refrigerasi yang besar (umumnya tipe shell and tube), evaporator bisa dibagi menjadi dua tipe yaitu :a. Tipe Flooded EvaporatorRefrigeran dari XV akan masuk menggenangi shell yang di dalamnya berisi pipa yang berisi air. Air hangat yang masuk di dalam pipa akan diserap panasnya oleh refrigeran yang menggenangi shell. Akibat perpindahan panas ini, refrigeran yang menggenangi shell akan menguap dan uap refrigeran akan naik menuju kompresor, sedangkan air yang keluar dari shell akan menjadi dingin. Flooded evaporator biasanya dilengkapi oleh sensor level liquid refrigeran di dalam shell yang terhubung dengan mekanisme kerja electronic expansion valve sehingga akan mengatur banyaknya refrigeran yang akan masuk ke dalam shell untuk menjaga tingkat terendah refrigeran yang menggenangi shell.

Cold water in

Hot water out

Refrigerant vapor in

Refrigerant liquid out

Page 7: Makalah Paberik Es

Gambar 1.10 Flooded Evaporator

b. Tipe Direct Expansion (DX) Evaporator

Gambar 1.11 Dry-Expansion EvaporatorBeda dengan tipe Flooded evaporator, refrigeran yang keluar dari XV akan masuk melalui pipa dan air akan masuk memenuhi shell. Air di dalam shell akan didinginkan oleh refrigeran yang ada di dalam pipa, konsekuensinya refrigeran akan menguap dan keluar menuju kompresor.