SKRIPSI APLIKASI PENUKAR KALOR PADA MODIFIKASI SISTEM REFRIGERASI ABSORPSI UNTUK KAPAL IKAN 30 GT

Transkripsi

1 SKRIPSI APLIKASI PENUKAR KALOR PADA MODIFIKASI SISTEM REFRIGERASI ABSORPSI UNTUK KAPAL IKAN 30 GT Dosen Pembimbing : Ir. Alam Baheramsyah, M.Sc. Sutopo Purwono F. ST, M.Eng, Ph.D Priyanto /

2 PERUMUSAN DAN BATASAN MASALAH 1. Bagaimanakah perancangan sistem penukar kalor yang dibutuhkan untuk meningkatkan kinerja sistem refrigerasi absorpsi. 2. Bagaimanakah pengaruh penambahan sistem penukar kalor terhadap kinerja sistem refrigerasi absorpsi. 3. Bagaimanakah komparasi kinerja sistem refrigerasi absorpsi modifikasi terhadap sistem refrigerasi konvensional. Dari judul tersebut juga dibatasi beberapa permasalahan sebagai berikut: 1. Objek yang dikaji adalah sistem refrigerasi absorpsi yang dirancang untuk sistem palka volume 36 m3. 2. Tidak melakukan analisa ekonomi. 3. Perhitungan hanya didesain untuk refrigerant air dengan absorben berupa Lithium Bromida (LiBr).

3 TUJUAN DAN MANFAAT PENULISAN 1. Melakukan studi perancangan penukar kalor yang dibutuhkan untuk meningkatkan kinerja sistem refrigerasi absorpsi. 2. Melakukan analisa kinerja sistem penukar kalor. 3. Melakukan evaluasi dan komparasi kinerja modifikasi sistem refrigerasi absorpsi yang dirancang terhadap sistem refrigerasi absorpsi konvensional. Kegunaan dan manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Dengan adanya rancangan sistem penukar kalor ini diharapkan dapat meningkatkan kinerja sistem refrigerasi absorpsi. 2. Mengetahui performansi dari sistem penukar kalor dalam sistem refrigerasi absorpsi terhadap sistem refrigerasi konvensional. 3. Sebagai referensi teknis untuk pengembangan atau penelitian mengenai modifikasi sistem refrigerasi absorpsi.

4 METODOLOGI PENELITIAN Mulai 1. Sistem Refrigerasi Absorpsi 2. Refrigeran 3. Penukar Kalor Identifikasi & Perumusan Maslah Studi Literatur 4. Kesetimbangan Energi 5. Fish Hold 6. Software HTRI Studi Empiris A

5 A Membuat Rancangan H/E & Analisa Teknis COP > 0,54 Tidak Ya Analisa Desain Sistem Refrigerasi Absorpsi & COP Kesimpulan & Saran Selesai

6 SISTEM REFRIGERASI ABSORPSI KONVENSIONAL

7 MODIFIKASI SISTEM REFRIGERASI ABSORPSI DENGAN PENUKAR KALOR

8 PENGUMPULAN DATA 1. Data hasil survey Nama Kapal : KMN London 4 Dimensi Kapal Panjang : 20 m Lebar : 6,5 m Tinggi : 5 m Dimensi Ruang Palkah Panjang : 1,8 m Lebar : 1 m Tinggi : 2 m Jumlah : 10 Buah Kebutuhan Es Balok Total : 200 Buah Per-Palkah : 20 Buah Lama Berlayar : ± 7 hari Engine : 4 Buah 2 unit sebagai Main Engine (Mitsubishi 6D16-T 166 PK) 1 unit sebagai penggerak Capstain (Yanmar) 1 unit sebagai penggerak Generator (Panther) Jenis Ikan Tangkapan : Layang, Dorang, Golok dll. Berat Bahan Bakar : 20 Ton Data hasil pengukuran panas gas buang : 100 C.

9 2. Perhitungan Beban Pendingin Beban kalor produk Q = m.c.δt = kj Kapasitas = Q/t = 13607/3840 = 3,5435 kj/s = 3,5435 Kw Beban kalor karena infiltrasi Kapasitas = Q/t = 117, 56 watt Beban panas konstruksi Kapasitas = 1262,62 W Total = 4,924 kj/s 3. Perhitungan Balans Energi qe B Evaporator E A G Absorber B qa A H/E A C H/E C

10 Perhitungan Balans Energi qg C Generator D 4. Coefficient of Performance (COP) Coefficient of Performance (COP) adalah Rasio energi yang termanfaatkan terhadap kerja yang dilakukan. A COP = Energi yang termanfaatkan Kerja dilakukan D Kondensor E qc COP = Qe Qg COP = 3,5435 kj/s 4,969 kj/s COP = 0,54 COP > 0,489

11 HASIL ANALISA YANG DILAKUKAN - BALANS ENERGI

12 HASIL ANALISA YANG DILAKUKAN - P-H CHART

13 HASIL ANALISA YANG DILAKUKAN Coeffisient Of Performance Sebelum dan Sesudah Aplikasi Penukar Kalor : Sebelum Sesudah COP 0,489 0,54 Qgenerator 7,235 kj/s 6,5594 kj/s Qevaporator 4,924 kj/s 4,924 kj/s Aplikasi penukar kalor pada sistem dapat meningkatkan entalpi masuk pada generator, yaitu sebesar 131,743 kj/s.

14 PERANCANGAN PENUKAR KALOR Mencari Q (beban panas). Q = U A F Tm Berdasarkan perhitungan balans energi didapatkan Q pada penukar kalor sebesar 0,204 kj/s. Menentukan temperatur fluida berdasarkan entalpi yang telah diketahui sebelumnya. TA = 100 C (Th 1 ) TA = 70 C (Th 2 ) TC = 30 C (Tc 1 ) TC = 53,3 C (Tc 2 ) Hitung Temperatur Rata-rata Logaritmik ΔT LMTD ΔT LMTD = 37, 19 C Menentukan Faktor Koreksi ΔT LMTD dari grafik faktor koreksi didapatkan harga faktor koreksi sebesar 0,96. Menghitung Overall Heat Transfer Coefficient. U = 1 hi 1 + Ai ln(ro ri ) + Ai 2πkL Ao 1 ho U = 8,997 W/m 2.K

15 PERANCANGAN PENUKAR KALOR Hitung luas permukaan yang dibutuhkan A = A = q U F Tm 204 8,977.0,96. 37, 19 A = 0,565 m 2 A = n. π. d. L 0,565 n = 3,14. 0,0209 0,45 n = 19 Sehingga pilihan rancangan akhir adalah sebagai berikut: Jumlah tabung perlintas = 19 Jumlah lintas = 2 Panjang tabung per lintas = 0,45 m Tube pitch tidak boleh lebih kecil dari 1,25 kali outside diameter tube, sehingga Diameter Tube Pitc = 1,25 x 0,02667 = 0,0333 m = 33 cm, diambil 40 cm

16 HASIL ANALISA YANG DILAKUKAN Dimensi Penukar Kalor untuk Shell and Tube

17 KESIMPULAN Untuk meningkatkan kinerja sistem refrigerasi absorpsi (LiBr- Water) sebesar Q (0,204 kj/s) dibutuhkan suatu sistem penukar kalor dengan spesifikasi sebagai berikut: Material Stainless Steel Jumlah tabung perlintas = 19 Jumlah lintas = 2 Panjang tabung per lintas = 0,45 m Diameter Tube Pitc = 40 cm Aplikasi penukar kalor pada sistem dapat menurunkan input kalor pada generator sebesar 0,6756 kj/s dengan kapasitas pendinginan yang tetap. Dengan aplikasi penukar kalor, maka nilai COP (coefficient of performance) sistem meningkat sebesar 0,051 (5%).

18 TERIMA KASIH!