Pengaruh Modifikasi Heat Exchanger Tipe Concentric Tube Terhadap Performance Sistem Refrigerasi Cascade

Dalam beberapa bidang industri seperti pengawetan makanan, perminyakan, pengolahan bahan-bahan kimia dan pendinginan setempat (spot cooling) pada industri baja dibutuhkan kondisi ruangan yang sangat rendah berkisar antara -30°C hingga -60°C. Maka dari itu digunakanlah sistem refrigerasi cascade yang disusun atas dua stage yaitu high dan low. Dimana kedua stage ini digabungkan menjadi satu oleh sebuah heat exchanger yang melakukan perpindahan kalor dari kondensor low stage menuju evaporator high stage. pada penelitian terdahulu alat penukar panas yang digunakan yaitu alat penukar panas tipe concentric tube masih menunjukan performa yang belum baik kepada sistem refrigerasi cascade. Penelitian dilakukan dengan memodifikasi alat penukar panas dan menganalisa performa sistem setelah dilakukannya modifikasi penambahan panjang pada alat penukar panas, dengan fluida kerja refrigeran Musicool-22 di High Stage dan R-404A di Low Stage. Setelah perancangan alat selesai, dilakukan eksperimen pada sistem tersebut dengan variasi beban pendinginan menggunakan electric heater di evaporator Low Stage sebesar 0 (tanpa beban), 6, 16, 40, 60, dan 98 Watt.. Hasil dari studi eksperimen ini menunjukkan nilai-nilai optimum yang didapatkan yaitu pada pembebanan 60 Watt dengan Qevap = 0,599 kW, COP cascade = 0,968 dan temperatur di dalam cooling box sebesar -30,1°C serta nilai-nilai maksimum dari performa sistem refrigerasi cascade pada beban 98 Watt yaitu kapasitas pendinginan maksimum pada sistem Low Stage adalah 0,60654 kW, kerja maksimum kompresor pada sistem High Stage 0,1711 kW dan Low Stage 0,4432 kW, nilai COP cascade maksimum 0,9969, efek refrigerasi maksimum pada Low Stage 137,85 kJ/kg, HRR maksimum pada Low Stage 1,731. Kemudian diperoleh nilai effectiveness cascade heat exchanger tertinggi 0,922 dan terendah 0,912 serta nilai NTU tertinggi 7,1800 dan terendah 6,4121

Evaluasi Kebutuhan Energi pada Sistem Pengkondisian Udara dan Sistem Penerangan untuk Ruang Laboratorium Jurusan Teknik Mesin ITS Surabaya

Perkembangan teknologi dan informasi mengakibatkan kebutuhan energi semakin tinggi. Kebutuhan energi yang semakin tinggi tersebut tidak diimbangi dengan persediaan energi yang besar, namun persediaan energi dari tahun ketahun semakin menipis. Penggunaan energi harus seefisien mungkin salah satunya dengan menggunakan energi sesuai dengan kebutuhan. Dalam penelitian ini dilakukan analisa kebutuhan energi untuk sistem pengkondisian udara dan sistem penerangan pada ruang laboratorium. Sistem pengkondisian udara mengacu pada ASHRAE (American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers) dengan metode CLTD (Cooling Load Temperature Difference). Sedangkan pada sistem penerangan mengacu pada Standar Nasional Indonesia untuk menentukan besarnya intensitas penerangan. Dari penelitian ini didapatkan hasil Kapasitas AC terpasang yang masih kurang dari beban pendinginan adalah ruang lab.  pendingin, lab. metalurgi, lab. CAE, lab. komputer 1 dan 2, lab. Teknik pembakaran dan bahan bakar dan lab. Motor bakar. Pengurangan beban pendinginan dilakukan dengan penambahan tirai dan penggantian lampu dengan tipe LED. Penghematan pada sistem pengkondisian udara adalah dengan mengganti refrigerant R22 dengan musicool MC22 dimana mampu menghemat pemakaian daya listrik sebesar 10%. Sedangkan pada sistem penerangan diperoleh hasil perhitungan intensitas penerangan yang sudah sesuai dengan standar adalah lab. perencanaan dan pengembangan produk, lab. desain, dan lab. otomasi. Untuk mencapai kondisi standar maka rekomendasi yang diberikan adalah dengan penambahan jumlah lampu. Penghematan pada sistem penerangan dilakukan dengan penggantian lampu dengan tipe LED dan mampu menghemat daya listrik 30.11%

Studi Variasi Laju Pelepasan Kalor Kondensor High Stage Sistem Refrigerasi Cascade R22 Dan R404a Dengan Heat Exchanger Tipe Concentric Tube

Sistem refrigerasi cascade merupakan kombinasi dua sistem refrigerasi tunggal yang digunakan untuk mendapatkan temperatur sangat rendah dimana aplikasinya adalah sebagai cold storage. Salah satu kelebihan dari cascade ini adalah dalam hal penghematan daya kompresor yang berkaitan langsung dengan penghematan konsumsi listrik bila dibandingkan dengan multistage. Eksperimen yang dilakukan dengan menggunakan refrigerant R-22 pada high stage dan R-404A pada low stage. Metode pada penelitian ini adalah pengambilan data dilakukan dengan cara switching kecepatan fan yang berbeda dengan 5 variasi kecepatan fan pada kondensor high stage. Hasil yang didapatkan pada saat variasi kecepatan fan tertinggi adalah nilai effectiveness alat penukar kalor tipe concentric sebesar 90,42%, COP sistem sebesar 1,28, kapasitas refrigerasi sebesar 0,55 kW, HRR sistem sebesar 1,78, temperatur evaporator LS sebesar -36,950C, dan temperatur kabin terendah sebesar -37,30C

Studi Variasi Laju Pengeluaran Kalor Kondensor High Stage Sistem Refrigerasi Cascade Menggunakan Refrigeran MC22 dan R404A dengan Heat Exchanger Tipe Concentric Tube

Masih adanya kekurangan pada alat penukar panas tipe compact yang digunakan pada sistem refrigerasi cascade sebelumnya, pada studi eksperimental ini dibuat kembali suatu sistem refrigerasi cascade dengan alat penukar panas tipe concentric. Data didapatkan dengan melakukan pengujian pada peralatan sistem Pendingin dan Pengkondisian Udara di laboratorium pendingin, dengan menguji sistem cascade menggunakan refrigeran MC22 di high stage dan R404A di low stage. Memvariasikan laju pengeluaran kalor pada kondensor dengan mengatur kecepatan aliran udara yang melalui kondensor yaitu 0,7 m/s, 1,7 m/s, 2 m/s, 2,4 m/s, dan 2,8 m/s.Hasil yang didapatkan dari studi eksperimen ini adalah dengan bertambahnya laju pengeluaran kalor pada kondensor HS,temperatur dan tekanan kondensor HS semakin kecil yang mengakibatkan efek  refrigerasi, kapasitas refrigerasi, dan koefisien prestasi akan semakin naik. Pada saat variasi kecepatan fan tertinggi 2,8 m/s,nilai evectiveness alat penukar kalor tipe concentric sebesar 94,35%, COP sistem sebesar 1,14, kapasitas refrigerasi sebesar 1,819 kW, HRR sistem sebesar 1,303, temperatur evaporator LS sebesar -35,40C, dan temperatur kabin terendah sebesar   -35,10C

Studi Eksperimen Analisa Performa Compact Heat Exchanger Louvered Fin Flat Tube untuk pemanfaatan Waste Energy

Waste Heat Recovery merupakan instalasi yang digunakan untuk memanfaatkan kembali waste energy seperti exhaust gas. Penelitian dilakukan pada compact heat exchanger tipe louvered fin flat tube sebagai salah satu komponen penyusun waste heat recovery system. Eksperimen dilakukan dengan mendesain compact heat exchanger tipe louvered fin flat tube kemudian dilakukan pengujian pada compact heat exchanger yang telah didesain. Pengujian dilakukan dengan memberikan tiga variasi kecepatan putaran fan sisi exhaust gas, yaitu 0.2, 0.3, dan 0.4 m/s untuk mengetahui unjuk kerja yang berbeda dari compact heat exchanger yang telah didesain.  Hasil yang didapatkan dari studi eksperimen ini adalah dimensi dari compact heat exchanger tipe louvered fin flat tube dan beberapa parameter yang menunjukkan unjuk kerja dari compact heat exchanger seperti nilai heat transfer baik dari sisi air maupun sisi exhaust gas, effectiveness, number of transfer unit (NTU), overall heat transfer coefficient, dan  ΔTLMTD dari compact heat exchanger

Studi Eksperimen Pengaruh Variasi Kecepatan Putar Kompresor Dan Beban Pendinginan Pada Sistem Refrigerasi Cascade

Peningkatan kebutuhan energi masyarakat mendorong manusia untuk terus meningkatkan kualitas sistem maupun proses yang lebih baik dan hemat energi. Salah satu hasil perkembangan teknologi di zaman sekarang Adalah Sistem Refrigerasi Cascade yang mampu mecapai temperatur jauh di bawah 0 . Salah satu aplikasi sistem tersebut adalah sebagai cold storage yang mampu bekerja dengan beban yang berbeda-beda. Hal tersebut menyebabkan adanya pengaruh beban terhadap sistem. Selain itu, kecepatan putar kompresor yang berbeda menjadi salah satu faktor yang mempengaruhi performa sistem, sehingga dilakukan penelitian untuk meningkatkan performa sistem refrigersi cascade dengan memvariasikan kecepatan putar kompresor dan beban pendinginan, sehingga didapatkan kecepatan putar yang sesuai dengan besar beban pendinginan yang diterima oleh sistem cascade. Pengujian Sisem Refrigerasi Cadcase ini menggunakan refrigeran Musicool-22 pada High Stage dan R-407F pada Low Stage, dengan 8 titik pengukuran temperatur dan tekanan. Saat pengukuran dilakukan, sistem diberikan beban pendinginan berupa kalor yang dihasilkan oleh electric heater. Dimana beban tersebut terpasang di dalam kabin sehingga kalor yang dihasilkan oleh electric heater dapat diserap oleh evaporator Low Stage. Beban yang divariasikan dari electric heater tersebut adalah 0 (tanpa beban), 28,8; 86,4; dan 158,4 Watt. Selain itu, frekuensi listrik yang masuk ke kompresor juga divariasikan. Besar frekuensi yang divariasikan yaitu 30, 35,40,45, dan 50 Hz. Pengukuran dan pengambilan data dilakukan sebanyak 5 kali. Hasil yang didapatkan dari eksperimen ini yaitu kecepatan putar yang paling sesuai dengan beban yang diberikan terhadap sistem cascade. Pada beban 0 Watt kecepatan putar yang sesuai adalah 1800 rpm dengan COP sebesar 1,397, temperature kabin senilai -31,12 oC dan daya yang dibutuhkan 0,554 kW.  Pada beban 28,8 Watt kecepatan putar yang sesuai adalah 1800 rpm dengan COP sebesar 1,405, temperature kabin senilai -29.78 oC dan daya yang dibutuhkan 0,605 kW. Pada beban 86,4 Watt kecepatan putar yang sesuai adalah 2100 rpm dengan COP sebesar 1,329, temperature kabin senilai -28,88 oC dan daya yang dibutuhkan 0,564 kW. Sedangkan Pada beban 158,4 Watt kecepatan putar yang sesuai adalah 3000 rpm dengan COP sebesar 0,976, temperature kabin senilai -28,1 oC dan daya yang dibutuhkan 0,722 kW

Studi Eksperimen Pengaruh Variasi Kecepatan Putaran Kompresor Pada Sistem Pengkondisian Udara Dengan Pre-Cooling

Indonesia adalah negara beriklim tropis dimana temperatur udaranya cukup tinggi sehingga penggunaan akan sistem pendingin dan pengkondisian udara (Air Condtioning) sangatlah di butuhkan. Eksperimen kali ini adalah memodifikasi sistem pengkondisian udara biasa menjadi sistem yang baru dengan 2 (dua) unit evapotaror dan 1 (satu) unit outdoor ditambah pre-cooling yang bertujuan untuk menaikkan performa dari sistem pengkondisian udara. Salah satu cara menaikkan perfroma sistem pengkondisian yang sudah dimodifikasi adalah dengan cara menvariasikan kecepatan putaran kompresor sehingga didapatkan performa yang maksimum. Oleh karena itu, dilakukan variasi pada sistem modifikasi yang sama dengan 5 (lima) kecepatan putaran kompresor yang berbeda, yaitu: 1800 rpm, 2100 rpm, 2400 rpm, 2700 rpm dan 3000 rpm. Ekpermen dilakukan pada masin-masing kecepatan fan evaporator dengan pengambilan data 20 kali pada 13 titik pengukuran untuk sekali variasi. Hasil yang didapat dari studi eksperimen pengaruh variasi kecepatan putaran kompresor pada sistem pengkondisian udara dengan precooling memiliki performa untuk kecepatan fan low COP sebesar 5,097 dan HRR sebesar 1,175, untuk kecepatan fan medium COP sebesar 5,103 dan HRR sebesar 1,176, dan untuk kecepatan fan low COP sebesar 5,201 dan HRR sebesar 1,175. Performa maksimum baik untuk kecepatan fan low, medium, dan high dari sistem yang telah dimodifikasi tersebut dicapai pada kecepatan putaran 3000 rpm dengan performa efisiensi kompresor adalah 73%, COP thermal adalah 5,09, COP elektrik adalah 4,39, dan HRR adalah 1,17

Studi Variasi Laju Pengeluaran Kalor Kondensor High Stage Sistem Refrigerasi Cascade Menggunakan Refrigeran MC22 dan R404A dengan Heat Exchanger Tipe Concentric Tube

Masih adanya kekurangan pada alat penukar panas tipe compact yang digunakan pada sistem refrigerasi cascade sebelumnya, pada studi eksperimental ini dibuat kembali suatu sistem refrigerasi cascade dengan alat penukar panas tipe concentric. Data didapatkan dengan melakukan pengujian pada peralatan sistem Pendingin dan Pengkondisian Udara di laboratorium pendingin, dengan menguji sistem cascade menggunakan refrigeran MC22 di high stage dan R404A di low stage. Memvariasikan laju pengeluaran kalor pada kondensor dengan mengatur kecepatan aliran udara yang melalui kondensor yaitu 0,7 m/s, 1,7 m/s, 2 m/s, 2,4 m/s, dan 2,8 m/s.Hasil yang didapatkan dari studi eksperimen ini adalah dengan bertambahnya laju pengeluaran kalor pada kondensor HS,temperatur dan tekanan kondensor HS semakin kecil yang mengakibatkan efek  refrigerasi, kapasitas refrigerasi, dan koefisien prestasi akan semakin naik. Pada saat variasi kecepatan fan tertinggi 2,8 m/s,nilai evectiveness alat penukar kalor tipe concentric sebesar 94,35%, COP sistem sebesar 1,14, kapasitas refrigerasi sebesar 1,819 kW, HRR sistem sebesar 1,303, temperatur evaporator LS sebesar -35,40C, dan temperatur kabin terendah sebesar   -35,10C

Studi Variasi Flowrate Refrigerant pada Sistem Organic Rankine Cycle dengan Fluida Kerja R-123

Saat ini kelangkaan sumber energi fosil telah menjadi isu utama di seluruh dunia. Hal tersebut memberikan dampak yang signifikan di setiap aspek kehidupan dan salah satunya adalah di bidang pembangkit listrik. Salah satu sistem pembangkit listrik yang tidak menggunakan energi fosil adalah Organic rankine cycle (ORC). Pada penelitian ini dilakukan dengan metode eksperimental pada suatu sistem Organic rankine cycle yang telah dibangun. Penelitian ini yang divariasikan adalah flowrate dari fluida kerja dalam hal ini R-123. Variasi flowrate yang digunakan yaitu 3-1 GPM (Galon per menit) dengan penurunan 0,5 GPM setiap pengambilan data. Hasil yang didapatkan dari penelitian ini berupa grafik–grafik daya pada turbin, kondensor, pompa dan evaporator, efisiensi siklus dan back work ratio  fungsi flowrate fluida kerja. Efisiensi siklus tertinggi adalah 5,86% yang terjadi pada flowrate 3 GPM dan efisiensi siklus terendah adalah 4,32% yang terjadi pada flowrate 1 GPM