LATAR BELAKANG

PERMASALAHAN

Cara kerja evaporator mesin pendinginabsorpsi difusi amonia-air

Pengaruh inputan daya heater bebanpada kapasitas pendinginan, koefisien

konveksi, dan laju alir massa refrigeran .

Pengaruh inputan daya generator padakapasitas pendinginan, koefisien

konveksi, dan laju alir massa refrigeran.

TUJUAN

MANFAAT

• Gambaran mengenai cara kerja evaporator pada unit pendingin absorpsi-difusi amonia-air (DAR)

• Mendapatkan karakteristik perpindahan panaspada evaporator

• Mengetahui karakteristik natural konveksipada unit pendingin

• Langkah pengembangan unit pendingin DAR substitusi sistem kompresi

BATASAN MASALAH

1. Pipa evaporator ASTM A312 Welded and Seamless Stainless Steel Pipe

2. Plat datar vertikal evaporator StainlesSteel AISI 304

3. Pasta/ Grease penghubung plat evaporator dan pipa Silikon Deoksida

4. Konduksi 1 dimensi tegak lurus plat evaporator & radiasi diabaikan

BATASAN MASALAH

5. Refrigeran masuk refrigeran heat exchanger cair jenuh

6. Refrigeran keluar evaporator uap jenuh

PENELITIAN TERDAHULU

O. Laguere, D. Flick, Heat Transfer by natural convection in domestic refrigerators.

PENELITIAN TERDAHULUO. Laguere, D. Flick, Heat Transfer by natural convection in domestic refrigerators.

PENELITIAN TERDAHULUPongsid Srikhirin, Satha Aphornratana, Investigation of a diffusion absorption refrigerator

PENELITIAN TERDAHULU

PENELITIAN TERDAHULU

DASAR TEORI

EVAPORATOR

Evaporator adalah salah satu komponenutama dalam sistem refrigerasi di manarefrigeran yang masuk menyerap kalor dariruangan atau media yang ingin dikondisikansehingga refrigeran menguap dan mendidih

EVAPORATOR DAR

Evaporator pada sistem DAR berjenis double tubular pipe dimana pada pipa bagian luar mengalir refrigeran sedangkanpada bagian dalam mengalir gas hidrogen yang bertugasmenjaga pressure total pada evaporator.

Refrigeran yang akan masuk ke dalam evaporator terlebih dahuludilewatkan pada refrigerant heat exchanger untukdidinginkan terlebih dahulu oleh refrigeran yang sudah beradadi dalam evaporator

DIMENSI EVAPORATOR

Pada penelitian ini dimensi kedua pipa evaporator (pipadalam dan luar) diambil dari standard pipa ASTM

A312 Welded and Stainless Steel Pipe.

PLAT EVAPORATORUnit pendingin DAR natural konveksi area evaporator yang

luas plat datar vertikal

KONVEKSI NATURAL

Konveksi natural pada unit pendingin DAR ini terjadiantara pada beberapa bagian, yaitu

1. Plat evaporator-udara kabin

2. Kaca pintu bagian dalam-udara kabin

3. Kaca pintu bagian luar-udara luar

Konveksi natural dipengaruhi oleh adanya boyancydan viscous force yang rasionya digambarkanoleh Grashof Number.

KONVEKSI NATURAL

TAHANAN TERMAL SISI PINTU

Tahanan termal sisi pintu kabin diperlukan untukmenghitung besarnya beban pendinginan dariudara luar

TAHANAN TERMAL PADA SISI EVAPORATOR

Tahanan termal sisi evaporator diperlukan untukmenghitung nilai kapasitas pendinginandengan metode LMTD

BEBAN PENDINGINAN

Beban pendinginan pada evaporator utamanyaberasal dari heater, namun juga terdapatbeban tambahan berupa kalor dari udara luaryang biasanya masuk ke dalam kabin.

LAJU ALIR MASSA REFRIGERAN

Laju alir massa refrigeran dihitung berdasarkanbalance energi pada evaporator dengancontrol volume garis yang berwarna hijau.

KAPASITAS PENDINGINAN EVAPORATOR

Kapasitas pendinginan evaporator didapatkandengan 2 metode yaitu:

1. Menghitung perpindahan panas konveksinatural antara udara kabin-plat

2. Menghitung perpindahan panas denganmetode Log Mean Temperature Difference

ΔT LMTD

REFRIGERANT BOILING

Tinjauan proses boiling pada refrigeran perludilakukan untuk mengetahui nilai koefisienkonveksi refrigeran.

Perhitungan untuk aliran dua fase ini dilakukandengan pendekatan pada pipa horisontalsederhana, yang juga diambil dari pendekatanproses boiling di pipa vertikal.

PENGAMBILAN DATA

Peralatan Penunjang

Diagram alir penelitian

Diagram alir perhitungan

Diagram alir perhitungan

Diagram alir perhitungan

PENGARUH INPUTAN DAYA HEATER TERHADAP BEBAN PENDINGINAN YANG DIBERIKAN PADA EVAPORATOR

Daya heater ↑, daya generator C serta kalor dari udara luar ↓

Beban pendinginan ↑

Qudara pada daya heater 5-20W + beban pendinginan > Q heater

Qudara pada daya heater 25 -30W - beban pendinginan < Q heater

PENGARUH INPUTAN DAYA GENERATOR TERHADAP BEBAN PENDINGINAN YANG DIBERIKAN PADA EVAPORATOR

Daya generator ↑, daya heater C serta kalor dari udara luar ↓

Beban pendinginan ↑

Qudara pada daya generator 83-130W -

Qudara pada daya heater 157 W +

PENGARUH INPUTAN DAYA HEATER TERHADAP KOEFISIEN KONVEKSI NATURAL UDARA PADA KABIN

Daya heater ↑, daya generator C

∆Tkabin-avg plat ↑↓

hkabin ↑↓

Natural konveksi ∆T bouyancy force Gr, Pr, Nu hkabin

PENGARUH INPUTAN DAYA GENERATOR TERHADAP KOEFISIEN KONVEKSI PADA KABIN

Daya generator ↑, daya heater C

∆Tkabin-avg plat ↑

hkabin ↑

Natural konveksi ∆T bouyancy force Gr, Pr, Nu hkabin

PENGARUH INPUTAN DAYA HEATER TERHADAP KOEFISIEN KONVEKSI REFRIGERAN SERTA LAJU ALIR MASSANYA

Daya heater ↑, daya generator C

m dot refrigeran ↑↓

hrefrigeran ↑↓

m dot Across section Re hrefrigeran

PENGARUH INPUTAN DAYA GENERTOR TERHADAP KOEFISIEN KONVEKSI REFRIGERAN SERTA LAJU ALIR MASSANYA

Daya generator ↑, daya heater C

m dot refrigeran ↑

hrefrigeran ↑

m dot Across section Re hrefrigeran

PENGARUH INPUTAN DAYA HEATER TERHADAP KAPSITAS PENDINGINAN EVAPORATOR DENGAN PERSAMAAN LMTD (BOILING) DAN KOEVISIEN

KONVEKSI

Daya heater ↑, daya generator C

Qevap konveksi ↑↓

Qevap boiling ↑↓

Qevapm dot refrigeran dan ∆entalpi

Qevap konveksi > Qevap boilingm dot refrigeran (boiling) referensi >>

PENGARUH INPUTAN DAYA GENERTOR TERHADAP KAPASITAS PENDINGINAN EVAPORATOR DENGAN PERSMAAN LMTD(BOILING) DAN KONVEKSI NATURAL

Daya generator↑, daya heater C

Qevap konveksi ↑

Qevap boiling ↑

Qevapm dot refrigeran ∆entalpi

Qevap konveksi > Qevap boilingm dot refrigeran (boiling) referensi >>

Temperatur Beberapa Komponen Unit Pendingin denganVariasi Daya Heater

Temperatur Beberapa Komponen Unit Pendingin denganVariasi Daya Generator

Temperatur Titik-Titik yang Mengikuti Alur Pipa Evaporator dari Sisi Refrigeran Masuk Hingga Refrigeran Keluar pada

Permukaan Plat Datar Vertikal Evaporator

Temperatur Titik-Titik Permukaan Plat Datar Vertikal

Evaporator dari Bagian Atas ke Bawah

KESIMPULAN

1. Mass flow refrigeran pada evaporator cenderung konstan dengansedikit kenaikan untuk variasi beban pendinginan yang meningkat, yaitu berkisar pada 23 hingga 27 g/h, namun mengalamikenaikan yang cukup besar pada peningkatan inputan dayagenerator yaitu berkisar antara10 hingga 24 g/h.

2. Kapasitas pendinginan evaporator cenderung konstan dengansedikti kenaikan untuk variasi beban pendinginan yang meningkat, yaitu berkisar pada 7 hingga 8 Watt, sedangkan denganpeningkatan inputan daya generator nilainya terus naik dari 5 hingga 8 Watt, dan mencapai puncaknya pada beban pendinginansebesar 15 Watt dan inputan daya generator 157 Watt (220V), yaitu sebesar 9,91Watt.

KESIMPULAN

3. Performa dari konveksi natural di dalam kabinberperan penting dalam peningkatan kapasitaspendinginan evaporator.

4. Penggunaan persamaan boiling dengan pendekatanaliran pada pipa horisontal cukup baik digunakanuntuk mencari nilai pendekatan koefisien konveksirefrigeran dengan laju alir massa yang sangat kecil(jauh dari referensi).

5. Penggunaan pintu kaca pada unit pendingin absorpsimembuat kapasitas pendinginan evaporator berkurang karena terdapat beban pendinginantambahan dari udara luar.

SARAN

1. Perlu dilakukan studi ekesperimen lebih lanjutmengenai evaporator unit pendingin absorpsi amonia-air, dengan penambahan van kecil untuk membuatadanya konveksi paksa pada kabin, selanjutnyadilakukan perbandingan kapasitas pendinginan yang lebih baik antara keduanya.

2. Dalam penelitian kedepan pintu dari unit pendingindapat diganti dengan bahan yang lebih bersifat isolator ataupun setidaknya dilakukan penambahan isolator pada bagian dalam pintu unit pendingin yang dapatmencegah penambahan beban pendinginan dari udaraluar.

TERIMA KASIH