PERANCANGAN DAN ANALISA PERFORMANSI SISTEM “KOMPRESI” PENDINGIN ABSORPSI DENGAN MEMANFAATKAN PANAS GAS

BUANG MESIN DIESEL PADA KAPAL NELAYAN IKAN MENGGUNAKAN REFRIGERANT AMMONIA-WATER (NH3-H2O)

DOSEN PEMBIMBING :PROF. Dr. Ir. DJATMKO INCHANI ,M.Eng

oleh:GALUH CANDRA PERMANA.2108.100.616

LATAR BELAKANG

• PEMANFAATAN SUMBER ENERGI PANAS EXHAUST GAS MESIN KAPAL IKAN

•PENDINGIN ABSORPSI UNTUK IKAN•DESAIN SISTEM “KOMPRESI” REFRIGERAS ABSORPSI•ANALISA PERFORMANSI SISTEM “KOMPRESI”

REFRIGERAS ABSORPSI

TUJUAN

• Menganalisa panas gas buang yang tersedia darimesin diesel penggerak kapal.

•Mendesain absorber, regenerator dan generatorrefrigerasi absorpsi memanfaatkan panasexhaust gas

•Mendapatkan dimensi absorber, regenerator dangenerator

•Mengkaji unjuk kerja dan efisiensi siklus padaabsorber, regenerator dan generator yang didesain.

MANFAAT

Mengetahui cara mendesain absorber, regenerator, dan generator yang optimal dengan perhitungan thermodinamika danperpindahan panas agar dapat memanfaatkansumber panas yang terbuang dari mesin diesel

PENELITIAN TERDAHULUS.G. Wang (2004), Recent developments of refrigeration technology in fishing vessels

Dalam penelitiannya pengembangan sistem refrigerasi untukkapal nelayan penangkap ikan yang dikembangkan sekarang inimeliputi:

1. Sistem pendingin kompresi uap untuk kapal nelayan ikan tuna: Refrigerant yang digunakan adalah amonia Suhu refrigerasi -12oC Ukuran cold 50-106 m3

PENELITIAN TERDAHULU

2. Sistem pendingin absorpsi Memanfaatkan panas gas buang Temperatur gas buang 350- 420 OC Mesin yang digunakan adalah mesin desel 4-stroke

3. Daya yang dihasilkan 700-1200 KW. 3. Pembuatan es denganmenggunakan exhaust gas (DY icemaker) :

Dirancang untuk kapal nelayan dengan tonase 100ton Mesin ini menggunakan regrigerant amoniak Memenanfaatkan panas exhaust gas. Kapasitas pembikinan es ketebalan 1.5-2 mm = 33-38 kg/h Temperatur es -15 OC.

Refrigerasi Absorpsi Ammonia-Water

Sistem absorpsi ammonia-water

Tube sideExhaust gas

Th in 300 oC 573 KTh out 200 oC 473 K

Shell side

Ammonia-waterTc in 85 oC 358 K

Tc out(poor solution) 180 oC 453 K

Generator

Data Temperatur pada Perancangan Generator

Gererator yang dirancang merupakan penukar kalor tertutup dengan dipilihkonstruksi shell and tube, atas pertimbangan fluida yang digunakan pada refrigerantadalah Ammonia-Water (NH3-H2O) dan tekanan yang digunakan sekitar 14 bar.

Absorber

Absorber yang dirancang merupakan penukar kalor tertutup, dengan konstruksi shell and tube. Di dalam absorber terjadi perpindahan kalor dari refrigerant (ammonia) danabsorben (water) yang terdapat pada sisi shell kepada coolingwater di dalam tube

Absorberinlet oulet

Ammonia (10) Water (4) Ammonia-Water (1)Ta,in = 268 K Tw, in = 363 K Tmix, out = 308 Km10 = 0.109 kg/s m4 = 0.144 kg/s m1 = 0.253 kg/s

hg = 1455 kJ/kg hwater = 376 kJ/kg hmix = -70 kJ/kg

Data Absorber

Regenerator

Mixture

Tm in35 oC 308 K

Tm out85 oC 358 K

week solution

Tw in 180 oC 453 K

Tw out 90 oC 363 K

Temperatur sisi shellTemperatur sisi Tube

Properties Fluida Temp. bulk sisi tube

Prandtl numb (Pr) = 4.180411585

Viskositas (µ) = 0.000316425 Ns/m2

panas spesifik (cp) = 5.2 J/kgK

Massa jenis (ρ) = 570.5 kg/m3

Konduktivitas (k) = 0.3936 W/mK

Enthalpy in (hm-in) = -90 kJ/kg

Enthalpy out (hm-out) = 170 kJ/kg

Properties Fluida Temp. Bulk sisi shell

volume spesifik (vl) = 0.0010771 m3/kg

panas spesifik (cpl) = 4.2543 kJ/kgK

viskositas (µl) = 0.000219 Ns/m2

konduktivitas thermal (kl) = 0.6878 W/mK

prandtl number (Pr) = 1.236

Item satuan

Absorber Generator

RegeneratorCondensing Cooling Heating Evaporating

Nusselt number, shell 113.798 49.585 27.42 63.24 29.53

shell-side coefficient (ho) W/m2K 1930.156 510.236 366.49 1250.54 647.35

Nusselt number, tube 41.976 36.541 71.29 59.51 64.88

tube-side coefficient (hi) W/m2K 1221.818 1024.804 99.31 104.66 1534.22

Clean Surface [UC] W/m2K 582.688 295.949 60.53 72.00 398.60

∆TlmoC 68.915 16.831 98.69 100.71 73.19

Ao [c] m2 3.439 23.050 24.19 11.12 2.38

Panjang tube, L m 0.191 1.283 1.17 0.54 0.77

Press. Drop shell Pa 1.137 537.037 62.23 0.24 9.44

Press. Drop tube Pa 372.429 959.574 1684.09 2177.55 902.43

Perancangan Thermal

KESIMPULAN

• Panas gas buang yang tersedia dari mesin diesel penggerak kapal300oC pada keadaan steady daya yang dihasilkan sebesar 225KW.

• Daya yang dibutuhkan dalam perancangan sistem refrigerasiabsorpsi dapat dijelaskan pada tabel dibawah ini

DAYAGenerator 225 KWAbsorber 230 KWRegenerator 55.7 KW

• Perancangan thermal dari absorber, regenerator dan generator refrigerasi absorpsi dapat dilihat pada tabel perancangan thermal diatas

• Laju massa evaporator yang dapat dilepas dari generator danpanas yang dilepas absorber dipengaruhi oleh panas yang diterimagenerator dari exhaust gas diesel.

TERIMA KASIH

MOHON KRITIK DAN SARAN

YANG MEMBANGUN

DEMI KESEMPURNAAN

TUGAS AKHIR INI