PERANCANGAN DAN ANALISA PERFORMANSI SISTEM KOMPRESI PENDINGIN ABSORPSI DENGAN MEMANFAATKAN PANAS GAS BUANG MESIN DIESEL PADA KAPAL NELAYAN IKAN MENGGUNAKAN REFRIGERANT AMMONIA-WATER (NH 3 -H 2 O) 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 dari mesin diesel penggerak kapal. Mendesain absorber, regenerator dan generator refrigerasi absorpsi memanfaatkan panas exhaust gas Mendapatkan dimensi absorber, regenerator dan generator Mengkaji unjuk kerja dan efisiensi siklus pada absorber, regenerator dan generator yang didesain.
MANFAAT Mengetahui cara mendesain absorber, regenerator, dan generator yang optimal dengan perhitungan thermodinamika dan perpindahan panas agar dapat memanfaatkan sumber panas yang terbuang dari mesin diesel
PENELITIAN TERDAHULU S.G. Wang (2004), Recent developments of refrigeration technology in fishing vessels Dalam penelitiannya pengembangan sistem refrigerasi untuk kapal nelayan penangkap ikan yang dikembangkan sekarang ini meliputi: 1. Sistem pendingin kompresi uap untuk kapal nelayan ikan tuna: Refrigerant yang digunakan adalah amonia Suhu refrigerasi -12 o C Ukuran cold 50-106 m 3
PENELITIAN TERDAHULU 2. Sistem pendingin absorpsi Memanfaatkan panas gas buang Temperatur gas buang 350-420 O C Mesin yang digunakan adalah mesin desel 4-stroke 3. Daya yang dihasilkan 700-1200 KW. 3. Pembuatan es dengan menggunakan 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 O C.
Refrigerasi Absorpsi Ammonia-Water Sistem absorpsi ammonia-water
Generator Gererator yang dirancang merupakan penukar kalor tertutup dengan dipilih konstruksi shell and tube, atas pertimbangan fluida yang digunakan pada refrigerant adalah Ammonia-Water (NH3-H2O) dan tekanan yang digunakan sekitar 14 bar. Tube side Shell side Exhaust gas Th in 300 o C 573 K Th out 200 o C 473 K Ammonia-water Tc in 85 o C 358 K Tc out (poor solution) 180 o C 453 K Data Temperatur pada Perancangan Generator
Absorber Absorber yang dirancang merupakan penukar kalor tertutup, dengan konstruksi shell and tube. Di dalam absorber terjadi perpindahan kalor dari refrigerant (ammonia) dan absorben (water) yang terdapat pada sisi shell kepada coolingwater di dalam tube inlet Absorber oulet Ammonia (10) Water (4) Ammonia-Water (1) Ta,in = 268 K Tw, in = 363 K Tmix, out = 308 K m10 = 0.109 kg/s m4 = 0.144 kg/s m1 = 0.253 kg/s h g = 1455 kj/kg h water = 376 kj/kg h mix = -70 kj/kg Data Absorber
Regenerator Temperatur sisi Tube Temperatur sisi shell Tm in Tm out Mixture 35 o C 308 K 85 o C 358 K week solution Tw in 180 o C 453 K Tw out 90 o C 363 K Properties Fluida Temp. bulk sisi tube Prandtl numb (Pr) = 4.180411585 Viskositas (µ) = 0.000316425 Ns/m 2 panas spesifik (c p ) = 5.2 J/kgK Massa jenis (ρ) = 570.5 kg/m 3 Konduktivitas (k) = 0.3936 W/mK Enthalpy in (h m-in ) = -90 kj/kg Enthalpy out (h m-out ) = 170 kj/kg Properties Fluida Temp. Bulk sisi shell volume spesifik (v l ) = 0.0010771 m3/kg panas spesifik (c pl ) = 4.2543 kj/kgk viskositas (µ l ) = 0.000219 Ns/m 2 konduktivitas thermal (k l ) = 0.6878 W/mK prandtl number (Pr) = 1.236
Perancangan Thermal Absorber Generator Item satuan Condensing Cooling Heating Evaporating Regenerator 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 [U C ] W/m 2 K 582.688 295.949 60.53 72.00 398.60 T lm o C 68.915 16.831 98.69 100.71 73.19 A o [c] m 2 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
KESIMPULAN Panas gas buang yang tersedia dari mesin diesel penggerak kapal 300 o C pada keadaan steady daya yang dihasilkan sebesar 225KW. Daya yang dibutuhkan dalam perancangan sistem refrigerasi absorpsi dapat dijelaskan pada tabel dibawah ini Generator Absorber Regenerator DAYA 225 KW 230 KW 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 dan panas yang dilepas absorber dipengaruhi oleh panas yang diterima generator dari exhaust gas diesel.
TERIMA KASIH MOHON KRITIK DAN SARAN YANG MEMBANGUN DEMI KESEMPURNAAN TUGAS AKHIR INI