Rusaknya Lapisan Ozon dan Efek Pemanasan Global

Pendingin (refrigerant) yang mengandung unsur klorin (Cl)

Cl- + O3 → ClO + O2

1 Cl- ≈ 100.000 O3 *

* C P Arora. 2000. Refrigeration and Air Conditioning Second Edition. New Delhi : McGraw-Hill

Protokol Montreal Penghapusan CFC dan HCFC

CFC 2007HCFC 2040

Keputusan Presiden RI No. 23 tahun 1992 tentang Pengesahan Protokol Montreal

Sumber: Deputi Bidang Pelestarian Lingkungan- Kementerian Lingkungan Hidup, 2004)

Musicool Pertamina

Refrigeran HidrokarbonKeunggulan Refrigeran Hidrokarbon• Ramah lingkungan

• Tidak Beracun• Lebih Ekonomis Mudah Meledak !

Jenis Refrigeran

Ozone Depletion Potential (ODP)

Global Warming Potential (GWP)

R22 (CFC) 0.05 1700

R134a 0 1320

R290 0 20

R600a 0 3

Penambahan TiO2

(Sebagai Flame Retardant *)* Takashi Kashiwagi. 2005. New fire retardant nanocomposites.

STUDI EKSPERIMENTAL NANOREFRIGERAN TiO2-R600a SEBAGAI REFRIGERAN MASA DEPAN

Program Kreativitas Mahasiswa Bidang Penelitian

Abdur Rozaq (2411100091)Nur Abdillah Siddiq (2411100081)Rendy Krisnanta Putra (2411100035)Muhammad Dicky Yusuf Z. (2411100084) Siti Muyasaroh (2412031042)

Dipersembahkan oleh :

Dosen Pembimbing :Dr. Ir. Ali Musyafa M.ScNIP. 19600901198701

KONSEP DASAR PENDINGIN

Kondenser

Katup Ekspansi/Pipa Kapiler

Evaporator

Kompresor

Refrigeran

𝑪𝑶𝑷=h 𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠𝑜𝑟 −h𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡 𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟

h𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠𝑜𝑟 − h𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠𝑜𝑟

Performa Mesin Pendingin

COP maksimal 5.75

H (Entalpi) Temperature, Pressure

• Temperatur kompartemen terhadap waktu

• Temperatur discharge compressor• Coefficient Of Performance (COP)

KONSEP DASAR REFRIGERAN

Sintesis Nanorefrigeran *1. TiO2 + Refrigeran

2. TiO2 + Pelumas/Oli Kompresor Refrigeran

* R. Saidur, dkk. 2011. A review on the performance of nanoparticles suspended with refrigerants and lubricating oils in refrigeration systems.

Definisi Refrigeran

Fluida yang mampu mentransfer panas dalam sistem pendingin

Syarat Refrigeran

Titik penguapan rendah, panas laten tinggi, mudah mengembun pada suhu ruang, mudah bercampur dengan oli/pelumas, tidak mudah terbakar, tidak beracun dan tidak korosif.

Rasti, 2012

55 gram HC = 105 gram HCFC(48%)

Powell, 2002

- Sifat termodinamika berdekatan

- Tekanan maksimum sama

- Bercampur dengan pelumas

- Ramah lingkungan

Rozaq dkk, 2014

R600a + TiO2 (0 g/L, 0.1 g/L, 0.5 g/L, 1g/L)

Jwo, 2009

90 gram HC = 150 gram HCFC (40%)

Saidur, 2011

HFC-134a + TiO2• Performa Lebih

Baik• Efisiensi energi

meningkat 26.1 %• COP meningkat

4.4 %

KarakteristikRefrigeran Pengganti

Efisiensi Massa HC vs HCFC

Penambahan TiO2 Nanorefrigeran HCFC

ROADMAP PENELITIAN

Penambahan TiO2 Nanorefrigeran HC

Keterangan : HC (Hidro Carbon), HCFC (Hidro Chloro Fluoro Carbon)

Bagaimana pengaruh penambahan TiO2 dengan konsentrasi yang berbeda terhadap performa refrigeran R600a?

RUMUSAN MASALAH

“ “

PERANCANGAN EKSPERIMENPemasangan Sensor Tekanan

Pemasangan Sensor Temperatur

5 Titik Pengujian

PERALATAN EKSPERIMEN

0 g/L

0.1 g/L 0.5 g/L 1 g/L

Susunan Peralatan Pengambilan Data

Variabel BebasThermometer Digital

Pressure Gauge

Laptop

Kulkas

HASIL PENGUJIANTemperatur Kompartemen Rumah Tangga

0 10 20 30 40 50 6018

20

22

24

26

28

30

Waktu (menit)

Tem

pera

tur (

oC) 11 %

0.8%

8 %

6%

R134a

0 g/L

0.1 g/L

0.5 g/L

1 g/L

HASIL PENGUJIANTemperatur Kompartemen Freezer

0 10 20 30 40 50 60

-17

-12

-7

-2

3

8

13

18

23

28

Waktu (menit)

Tem

pera

tur (

oC)

13 %5 %5 %

14 %

R134a0 g/L

0.1 g/L0.5 g/L

1 g/L

0 10 20 30 40 50 6025

35

45

55

65

75

HASIL PENGUJIANTemperatur Discharge Compressor

3 %

31 %

2 %9 %

Tem

pera

tur (

o C)

Waktu (menit)

R134a

0 g/L 0.1 g/L0.5 g/L

1 g/L

HASIL PENGUJIAN

Coefficient Of Performance

R134a R600a + 0 g/L TiO2 R600a + 0.1 g/L TiO2

R600a + 0.5 g/L TiO2

R600a + 1 g/L TiO20

1

2

3

4

5

6

3.299

4.055 4.1544.512

4.821

Jenis Refrigerant

Coffe

ficie

nt O

f Per

form

ance

(CO

P)

KESIMPULAN

• R600A + TiO2 dapat digunakan sebagai refrigeran yang aman dan efisien tanpa ada modifikasi kulkas

• TiO2 meningkatkan konduktivitas termal dan perpindahan panas refrigerant

• Dari 5 variabel bebas, performa terbaik didapatkan pada kadar TiO2 sebanyak 1 g/L

(COP = 4.821)

KETERCAPAIAN LUARAN

Menunggu Hasil Seleksi Seminar Internasional

KETERCAPAIAN LUARANJoin Research Bersama Kementerian

Perindustrian Direktorat Industri Kimia Dasar

Optimum Nanorefriger

an

Penambahan Additive CH2Br2 pada berbagai komposisi > 20%

Uji daya ledak dengan teknik tubular flame burner

Variabel TiO2 lebih dari 1 g/L

Berdiskusi Dengan Bapak Muhammad Khayam Direktur Industri Kimia Dasar

PENGEMBANGAN KEDEPAN

Optimum Nanorefrigerant Additive-Hidrocarbon NanoRefrigerant

Hak Paten

Produksi Massal

Bekerjasama dengan Musicool

INDONESIA BEBAS CFC DAN HCFC

STUDI EKSPERIMENTAL NANOREFRIGERANTiO2-R600a SEBAGAI REFRIGERAN MASA DEPAN

Program Kreativitas Mahasiswa Bidang Penelitian

PENGGANTIAN BAHAN

Penggantian Bahan R436A ke R600ADikarenakan :1. Di Indonesia belum ada yang menjual R436A2. Pemesanan ke China minimal 1 tangki (8000 L)3. Sifat termodinamika yang berdekatan

PENGGANTIAN BAHAN

Critical Temperature (oC)- R436a (130,1) dan R600a (134.67)Critical Pressure (MPa)- R436a (3.39) dan R600a (3.65)

TARGET LUARAN

1. Nanorefrigeran TiO2-R600a dengan konsentrasi TiO2 yang menunjukkan performa terbaik (dari aspek penurunan temperature freezer dan rumah tangga, serta discharge temperature).

2. Hasil penelitian berupa jurnal yang dipublikasikan dalam seminar ilmiah nasional maupun internasional dengan tema “Energi”, “Pengukuran”, atau “Lingkungan”.

3. Mendapatkan hak cipta atas metode sintesis nano-refrigeran TiO2-R600a dengan konsentrasi TiO2 yang menunjukkan performa terbaik.

Pengkajian

Masalah

Studi Literatur

Perancangan Eksperimen

Sintesis

Analisa Hasil

Penarikan Kesimpulan

Pembuatan Laporan

Publikasi (seminar)

& hak cipta

1 Maret – 9 Maret

10 Maret – 20 Maret

21 Maret – 4 April

4 April -30 April

1 Mei-15 Juni

15 Juni – 18 Juni

19 Juni – 10 Juli

11 Juli – sekarang

Konsultasi Dengan Dosen Pembimbing2 Maret - sekarang

METODE PELAKSANAAN

TEAM WORK

Standart Baku Pengujian Performa Kulkas

SNI IEC 60335

Abdur Rozaq (Team Leader)Nur Abdillah Siddiq (Material)Rendy Krisnanta Putra (Energy)Muhammad Dicky Yusuf Z. (Instrument)Siti Muyasaroh (Administration)

Dr. Ir. Ali Musyafa M.ScPakar Instrumentasi dan kontrol

PERANCANGAN EKSPERIMEN

• Kulkas• Pentil ¼”

(pengisian)• Single manifold• Nut• Meter manifold • Selang manifold• Kran manifold

• Pipa tembaga• Thermometer

digital• Pressure Gauge• T Junction 1/4''• Magnetic Stirrer• Neraca Ohaus

• Refrigerant R134A• Refrigerant R600A• Pelumas Kompresor• TiO2 dengan diameter rata-

rata partikel sekitar 50nm dan kemurnian massanya sekitar 99,5%

Alat Bahan

PROSES SINTESIS NANOREFRIGERAN

Jenis Pengeluaran JumlahPembelian Alat dan Bahan 3.321.500Karakterisasi dan Analisis 2.170.000Transportasi 700.000Seminar 2.150.000Pembuatan Hak Cipta 600.000Pembuatan Laporan dan Poster 675.500Total 9.599.000

Jenis Pengeluaran JumlahPemasukan Dana DIKTI 10.000.000Total Pengeluaran 9.599.500Sisa Dana 401.000

Rekapitulasi dan Sisa Dana

BIAYARekapitulasi Biaya yang digunakan

Pengaruh Penambahan TiO2

Penambahan nanopartikel TiO2 menyebabkan kenaikan performa dikarenakan :1. Nanopartikel TiO2 dapat meningkatkan kelarutan diantara pelumas dan

refrigeran. Memberikan performa lebih baik dengan mengembalikan lebih banyak pelumas ke kompresor.

2. Konduktivitas termal atau perpindahan panas dari refrigeran menjadi semakin meningkat.

3. Nanopartikel yang terdispersi di pelumas mengurangi koefisien gesek dan laju pemakaian sehingga dapat meningkatkan efisiensi dan reliabilitas dari kompresor.

TiO2 mengurangi daya ledak

* Takashi Kashiwagi. 2005. New fire retardant nanocomposites.

Refrigerant Penyebab Global Warming

Potensi Titanium di Indonesia

• Pandeglang (20%)• Cilacap (5%)• Cianjur (5%)• Lumajang (belum dikuantifikasi)• Dan masih banyak daerah lain di

Indonesia

http://regional.kompas.com/read/2011/01/18/21053777/Pandeglang.Mengandung.20.Persen.Titanium

Lumajang

PandeglangCilacap

Cianjur

Uji Daya Ledak dengan Tubular Flame Burner

Refrigeran

Fire