Study on the performance of natural vacuum desalination system using low grade heat source

AbstractIn the present work characteristics and performance of a natural vacuum desalination system using low grade heat source is studied numerically and experimentally. In the numerical work, a program to solve the governing equations in forward time step marching technique is developed. In the experimental work a lab scale natural vacuum system using electric heater as a heat source is designed and tested. The surface area of seawater in the evaporator is 0.5m. The numerical and experimental results show a good agreement. By using numerical simulations effect operating conditions such as heat source temperature, condenser temperature, heating coil surface area, and the present of heat recovery unit are explored. The simulation showed that, the present system with evaporator surface area of 0.2m2, operation time of 9h and source temperature of 80°C will produce 6.63L of fresh water ant thermal efficiency is 70.4%. The main conclusion can be drawn here is that the performance of the natural vacuum desalination system is mainly affected by maximum temperature in evaporator and minimum temperature in condenser. On the other hand, the surface area of heating coil and the heat recovery unit showed only a small effect

Evaluation on Expressions for Optimum Intermediate Condition of Two-Stage Vapor Compression Refrigeration Cycle

Mathematical expressions for estimating the optimum intermediate condition of two-stage vapor compression refrigeration cycle have been investigated. The objective is to evaluate the expressions for optimum intermediate condition (pressure or temperature) for maximum COP. A set of governing equations on two-stage vapor compression refrigeration cycle are developed and solved numerically. The two-stage cycle is analyzed using commonly used refrigerants for air-conditioning use, they are R12, R22, and R134a. There are six expressions for optimum intermediate condition found in literature. These expressions are divided into two group, expression for optimum pressure and expression for optimum temperature. These expressions are evaluated using the developed model. The results show that deviation of the expressions for optimum pressure can be up to 18.38%. On the other hand, the maximum deviation for optimum temperature is only 6.74%. This fact suggests that expressions for optimum temperature are better than pressure one. However, the expressions found in literature only specific for a particular refrigerant. Those can’t be used for all refrigerants

STUDI EKSPERIMENTAL SOLAR COLD ENERGY STORAGE DENGAN PENAMBAHAN PCM DAN TANPA PCM

Peningkatan efisiensi energi dan kondisi kenyamanan di dalam gedung lingkungan semakin dibutuhkan. Oleh karena itu, bahan perubahan fasa (PCM) dikhususkan untuk mengurangi konsumsi energi bangunan. Penelitian ini adalah eksprerimen dengan sistem kerja CES bertenaga surya yang berdimensi 740 mm x 410 mm x 310 mm yang digunakan untuk menyuplai udara dinginnya ke ruangan berdimensi 4,8 m × 3,7 m × 3,3 m. Komponen utama dari sistem pendingin CES terdiri dari gabungan sistem termoelektrik dan PCM yang diaplikasikan secara aktif. Dalam aplikasi aktif, konveksi paksa merupakan mekanisme perpindahan panas yang dominan antara PCM dan udara dalam CES dimana diperlukan beberapa perangkat listrik tambahan. Pada pengujian ini didapat hasil CES tanpa PCM, di hari pertama dan kedua memiliki perbedaan temperatur outlet untuk ruangan dan temperatur inlet dari ruangan yang hampir sama dengan rata-rata sebesar 1,43℃ dan 1,5. Sedangkan CES dengan PCM pada hari pertama dan kedua dengan rata-rata sebesar 7,36℃ dan 3,85℃. Untuk nilai COP didapat CES tanpa PCM di hari pertama dan kedua memiliki nilai rata-rata sebesar 0,25. Sedangkan nilai COP CES dengan PCM di hari pertama dan kedua sebesar 0,39 dan 0,33

Experimental study on solar-powered adsorption refrigeration cycle with activated alumina and activated carbon as adsorbent

AbstractTypical adsorbent applied in solar-powered adsorption refrigeration cycle is activated carbon. It is known that activated alumina shows a higher adsorption capacity when it is tested in the laboratory using a constant radiation heat flux. In this study, solar-powered adsorption refrigeration cycle with generator filled by different adsorbents has been tested by exposing to solar radiation in Medan city of Indonesia. The generator is heated using a flat-plate type solar collector with a dimension of 0.5m×0.5m. Four cases experiments of solar-powered adsorption cycle were carried out, they are with generator filled by 100% activated alumina (named as 100AA), by a mixed of 75% activated alumina and 25% activated carbon (75AA), by a mixed of 25% activated alumina and 75% activated carbon (25AA), and filled by 100% activated carbon. Each case was tested for three days. The temperature and pressure history and the performance have been presented and analyzed. The results show that the average COP of 100AA, 75AA, 25AA, and 100AC is 0.054, 0.056, 0.06, and 0.074, respectively. The main conclusion can be drawn is that for Indonesian condition and flat-plate type solar collector the pair of activated carbon and methanol is the better than activated alumina

EFEK TEKANAN PADA PERFORMANSI PEMANAS AIR TENAGA SURYA SISTEM PIPA PANAS DENGAN FLUIDA KERJA R718

In this work a heat pipe type solar water heater using R178 as a refrigerant is studied experimentally. The objective is to investigate the effect of initial vacuum pressure on the performance of the solar water heater. An experimental apparatus that consists of three difference solar water heaters has been designed and fabricated. The heat pipe is filled with R178 and vacuumed at an initial pressure. The pressure is varied from 35 cm Hg, 40 cm Hg, and 45 cm Hg. The experimental apparatus is tested by exposing to solar irradiance in Medan city of Indonesia. The experiments are carried out for three different days. The averaged solar intensity at the first, second and third experiments are 497.76 W/m2, 405.27 W/m2, and 333.83 W/m2, respectively. The results show that maximum temperature of the hot water varies from 51.14oC and 62.22oC. In the first experiment, thermal efficiency of the solar water heater at initial vacuum pressure 35 cm Hg, 40 cm Hg, and 45 cm Hg are 30,94%, 32,01% and 34,38%, respectively. The similar trends are also shown in the second and third experiments. These facts suggest that R178 can be used as a refrigerant in a heat pipe solar water heater with a good performance. The higher vacuum initial pressure of the heat pipe results in higher thermal efficiency. The higest thermal efficiency of the present study is 45.92%. It occurs at initial pressure and average irridiance of 45 cm Hg and 333.83W/m2

PENGUJIAN MESIN DIESEL YANG DIMODIFIKASI MENJADI BERBAHAN BAKAN GAS LPG

Pada penelitian ini dilakukan modifikasi pada sebuah mesin diesel yang awalnya digerakkan dengan menggunakan bahan bakar diesel menjadi berbahan bakar LPG. Telah dirancang suatu alat uji yang menggunakan sebuah mesin diesel silinder tunggal dengan daya 2,5 kW dan 2,8 kW pada putaran mesin 3000 dan 3600 rpm. Kinerja mesin diesel kecil telah diuji dalam dua bahan bakar berbeda yaitu solar dan LPG. Pada penggunaan bahan bakar solar tidak ada perubahan yang dilakukan pada mesin disel. Pada penggunaan bahan bakar LPG mesin diubah menjadi mesin pengapian percikan dengan mengganti pompa oli menjadi busi. Dilihat dari unjuk kerja mesin yang dijalankan pada bahan bakar LPG sebanding dengan putaran mesin pada bahan bakar diesel. Namun, konsumsi bahan bakar spesifik dari mesin dengan bahan bakar LPG rata-rata 17,53% lebih tinggi pada beban 800 W, jika dibandingkan dengan mesin yang dijalankan dengan bahan bakar diesel. Disarankan untuk meningkatkan efisiensi mesin yang dioperasikan dengan bahan bakar LPG dengan modifikasi lebih lanjut dalam rasio kompresi dan sistem injeksi bahan bakar yang lebih baik.Kata kunci : Mesin Diesel, Bahan Bakar Solar dan LP

Rancang Bangun Alat Desalinasi Air Laut Sistem Vakum Natural dengan Media Evaporator dan Kondensor yang Dimodifikasi Flange

Desalinasi air sistem vakum natural merupakan sebuah konsep inovatif sistem desalinasi baru yang memanfaatkan gaya gravitasi natural dan tekanan atmosfer untuk membentuk ruang vakum dimana air laut dievaporasikan menggunakan sumber panas dengan tingkat yang rendah. Sistem kerja alat desalinasi vakum natural terdiri dari evaporator berluas alas 0,2 m2 menggunakan heater listrik dengan kebutuhan daya yang rendah sebagai sumber panas, pipa APK setinggi + 10 m untuk membentuk kondisi vakum, kondensor yang dimodifikasi flange, dan 3 buah tangki sebagai penyuplai air laut, pembuangan konsentrat garam, dan pembuangan hasil kondensasi (air bersih). Evaporator dihubungkan dengan kondensor sebagai kondensasi uap air yang diambil sebagai produk. Proses pembentukan kondisi vakum dengan sistem natural dilakukan dengan meletakkan alat desalinasi pada ketinggian + 10,34 m (ketinggian yang dibutuhkan pipa air yang dapat menyeimbangkan tekanan atmosfer). Pada penelitian ini konsep dipelajari secara teoritis dan eksperimental. Dari hasil penelitian dan analisis yang dilakukan pukul 09:00-17:00 WIB selama enam hari pada tanggal 12-14 November 2015 dan dilanjutkan 16-18 November 2015 diperoleh, kinerja alat desalinasi berada pada temperatur rata-rata evaporasi 50˚C pada tekanan vakum rata-rata 61,083 cmHg dengan energi listrik rata-rata proses evaporasi selama pengujian adalah 1 kWh dan total kehilangan panas rata-rata 7,45 W. Adapun kuantitas air bersih rata-rata perhari yang diperoleh ialah 1,15 L

ANALYSIS OF CONDENSER PERFORMANCE DESALINATION OF SOLAR ENERGY OF THE NATURAL VACUUM SYSTEM AT THE TIME OF LOW RADIATION INTENSITY

Natural desalination device solar vacuum system has a main component of evaporator, condenser, and solar collector. The production of clean water from this appliance is strongly influenced by the performance of the condenser.On this research, condenser performance is performed when the intensity of solar radiation is low. The measurement data for 2 days when the sky is not bright is used to perform the condenser performance analysis. The result of analysis on the first day was found that the working energy of condensorsirippada was 141 J / day, while if without 29 J / day fins. So that the effectiveness of fins of 112 J / day. While on the second day found heat transfer using 122 J / day fins without fins 25 J / day to obtain fin effectiveness of 97 J / day. This is very influential on clean water production. The condensate rate on the 1st day is highest at 0.00018 kg / min, with an average of one day experiment 0.0001 kg / min, yielding fresh water of 0.8 Liter. On the 2nd day the highest condensate rate is 0.00019 kg / min with an average of condensate rate for one day 0.00011 kg / min, yielding fresh water of 0.81 Liter

STUDI EKSPERIMENTAL PERFORMANSI SOLAR WATER HEATER JENIS KOLEKTOR PLAT DATAR DENGAN PENAMBAHAN THERMAL ENERGY STORAGE

Ketersediaan air panas untuk mandi merupakan kebutuhan penting bagi rumah tangga dan industri. Bagi industri perhotelan, fasilitas ini harus dimiliki untuk dapat digolongkan kedalam hotel berbintang. Sehingga manajemen hotel harus mengeluarkan biaya yang besar setiap bulan untuk menghadirkan air panas di setiap kamar hotel. Salah satu solusi bagi ketersediaan air panas termurah dan efektif untuk kebutuhan rumah tangga dan komersial adalah menggunakan solar water heater (SWH). SWH yang ada saat ini masih memiliki kelemahan yaitu harga investasi awal masih tergolong mahal dan memerlukan biaya operasional tinggi karena masih menggunakan pemanas tambahan. Metode yang sedang dikembangkan untuk mengatasi kelemahan pada SWH antara lain adalah dengan penambahan TES menggunakan material berubah fasa. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan termal energy storage (TES) di dalam kolektor surya plat datar pada proses charging dan discharging. Jenis material berubah fasa yang digunakan dalam penelitian ini adalah parafin wax sebanyak 19,5 kg. SWH jenis kolektor plat datar dengan penambahan TES telah dibuat dan diuji dalam skala kecil untuk beberapa hari pengujian. Hasil pengujian pada proses charging dapat disimpulkan bahwa massa parafin wax yang melebur terbanyak adalah 18,81 kg dan efisiensi termal tertinggi diperoleh 44,28%. Sedangkan pada proses discharging volume air panas terbanyak diperoleh 40 liter untuk temperatur minimum 35oC dan efisiensi termal tertinggi adalah 46,81%

A Study on Adsorption Refrigerator Driven by Solar Collector Using Indonesian Activated Carbon

In the present work, the performance of an adsorption refrigerator driven by a solar collector was investigated. The adsorbent used in this study was 6.5 kg ordinary granular activated carbon of coconut shell produced in the Sumatera Utara province of Indonesia, 3 liters of methanol as adsorbate and 4.5 litres of water as the medium that was cooled. The experiments were carried out under varying weather conditions during seven cycles with total solar radiation about 2.681-3.918 kWh/m2/cycle. In this study, the values of the coefficient of performance (COP) obtained were about 0.0827-0.1271. The values of specific cooling power (SCP) obtained were in the range of 0.01839-0.01883 kW/kg. The experimental results show that the adsorption refrigerator system can deliver an evaporator temperature of about 2.81-13.61°C