proposal skripsi pipin azrin,

8/17/2019 Proposal Skripsi Pipin Azrin,

1/47

HALAMAN PENGESAHAN

Proposal Skripsi dengan judul :

“Kaji Eksperimen Sistem Pendingin Adsorpsi Double Bed Adsorber

Kapasitas Pendinginan 5000 BTU!r dengan Pasangan Kar"on Akti#$

Metano% se"agai Adsor"en$Adsor"at&

yang dipersiapkan dan disusun oleh :

Pipin A'rin

N(M) *+0,**-5,+

Program Studi Teknik Mesin S1, Fakultas Teknik Universitas Riau,

Telah diseminarkan di hadapan Tim Pembanding pada tanggal 1 Maret !"1#

SUSU$%$ T&M P'M(%$)&$*

$%M%+$&P P%R%F

.om/ ST) M)Eng

$&P# 1-."-!/ !""."1 1 ""1

(1an K2rnia1an ST) MT

$&P# 1-".!/ !""."1 1 ""!

Menyetujui,

Pembimbing Utama

3r) A1a%2din Martin ST) MT

$&P# 1-!"0"1 !""""0 1 ""0

Mengetahui,

Program Studi Teknik Mesin S1

etua,

3odi So#/an Arie# ST) MT

$&P# 1-21!"! !""2"1 1 ""-


2/47

.(NGKASAN

)alam penelitian ini, sistem pendingin adsorpsi dengan karbon akti3 sebagai

adsorben dan metanol sebagai adsorbat, dan per3orma sistem diteliti se4ara

eksperimental dalam berbagai kondisi kerja# Sistem pendingin adsorpsi terdiri dari

dua adsorber u-tube dengan struktur finned tube, evaporator, kondensor, satu

pemanasan dan satu pendinginan, dan dilengkapi dengan alat ukur dan komponen

sistem tambahan# )alam kondisi operasi standar, suhu masuk air pendingin

adsorber sekitar !.4!˚5, suhu desorpsi 2. 65, suhu evaporasi 1" 65 dan 7aktu

adsorpsi ." menit, desorpsi 12 menit# )engan beban pendinginan 1,/- k8#

Kata K2ni 6 %dsorpsi, )esorpsi, Two Bed , %dsorben9arbon %kti3, %dsorbat9

Metanol


3/47

3A7TA. (S(

alaman

%;%M%$ P'$*'S%%$##################################################################################i

R&$*%S%$##########################################################################################################ii

)%FT%R &S##########################################################################################################iii

)%FT%R *%M(%R##############################################################################################iv

)%FT%R T%(';###################################################################################################vi

1#


4/47

3A7TA. GAMBA.

alaman

*ambar #1 Perbandingan arakteristik %dsorpsi dengan Pasangan %dsorpsi#####-

*ambar #! Struktur arbon %kti3########################################################################2

*ambar #0 arbon %kti3 Untuk 'ksperimen#######################################################

*ambar #/ Parameter arbon %kti3#####################################################################

*ambar #. Pemilihan Si3at Fisik pada Silika *el##############################################1"

*ambar # Silika *el##########################################################################################11

*ambar #- Susunan Si=/ dalam Silika *el#######################################################11

*ambar #2 ristal Cell


5/47

*ambar #!2 Pengaruh Suhu Inlet %ir Pendingin pada S5P dan 5=P##################!2

*ambar #! Pengaruh ;aju %liran Massa %ir Pendingin S5P dan 5=P#############!

*ambar #0" Pengaruh Suhu @'vaporasiA Inlet %ir yang )idinginkan#################0"

*ambar #01 Pengaruh ;aju %liran Massa %ir )idinginkan S5P dan 5=P#########0"

*ambar #0! Pro3il 'ksperimen Suhu Perpindahan alor Fluida#########################01

*ambar #00 Scheatic of Basic Adsorption Cycle##############################################0!

*ambar #0/ Basic Adsorption !efrigeration Cycle#############################################0!

*ambar -#1 Temperatur 'vaporasi Pasang erja Sistem Pendingin %sorpsi######00

*ambar -#! 5=P untuk Pasangan erja Sistem Pendingin %dsorpsi##################00

*ambar -#0 )iagram %lir Penelitian Tugas %khir###############################################0.

*ambar -#/ Skema %lat Sistem Pendingin %dsorpsi Double Bed Adsorber #######0


6/47

3A7TA. TABEL

alaman

Tabel 2#1


7/47

*) 82d2%

aji 'ksperimen Sistem Pendingin %dsorpsi Double Bed Adsorber

apasitas Pendinginan .""" (TU+hr dengan Pasangan arbon %kti39Metanol

sebagai %dsorben9%dsorbat#

+) Latar Be%akang

Pembangunan berkelanjutan adalah pen4arian umum bagi orang9orang di

seluruh dunia dan peman3aatan energi merupakan unsur utama# Umumnya, energi

akan dikonsumsi dalam jumlah besar karena ekonomi masyarakat berkembang

pesat, dan pen4emaran lingkungan terjadi di mana9mana# (agaimana untuk

mengkoordinasikan keseimbangan antara peman3aatan energi, pengembangan

ekonomi, dan perlindungan lingkungan, ini merupakan salah satu strategi yang

paling penting bagi pembangunan berkelanjutan# (erkaitan dengan perlindungan

lingkungan, "#on Depletion Potential @=)PA oleh chlorofluorocarbons @5F5sA,

yang menyebabkan sinar ultraviolet dari matahari yang kurang diblok dan dengan

demikian mengan4am kehidupan di bumi, telah laBim diakui di seluruh dunia#

5F5s adalah Bat yang sangat penting dalam re3rigerasi kompresi# Sebagai jenis Bat

pengganti, 5F5s @hydrochlorofluorocarbonA hanya dapat diman3aatkan

sementara karena 5F5s juga memiliki pengaruh negati3 pada penipisan lapisan

oBon tersebut#

5F5s menghasilkan e3ek rumah ka4a menjadi lebih banyak, akibatnya

panas bumi meningkat# Menemukan teknologi yang hanya mengkonsumsi sedikit

listrik yang dapat digunakan dalam %5 @ Air Conditioning A sangatlah penting, ini

berkaitan dengan peme4ahan masalah yang disebabkan oleh teknologi re3rigerasi

kompresi tradisional# Permintaan untuk peningkatan listrik sebagai masyarakat

berkembang# Menurut data oleh departemen energi %S antara !""0 dan !""/,

listrik yang dikonsumsi oleh %5 dimusim panas adalah 1.,/C dari total

pemakaian listrik# )i 5ina juga, misalnya, di ota Shanghai, di musim panas

pemakaian listrik oleh %5 men4apai /.9. C menurut data yang dikumpulkan

dari tahun !"1"#


8/47

2

listrik hanya sekitar /"9."C, dan ada sejumlah besar energi lainnya yang

dilepaskan ke lingkungan sebagai limbah panas pada suhu sekitar -"9!"" ˚5#

Mengembangkan teknologi re3rigerasi yang dikendalikan oleh panas

energi surya merupakan solusi untuk penghematan energi# Teknologi penyerapan

pendinginan yang dikendalikan oleh panas kelas rendah dan meman3aatkan green

refrigerant , dikoordinasikan dengan persyaratan berkelanjutan energi saat ini dan

perkembangan lingkungan# Pertama, teknologi sorption memerlukan sedikit

listrik# edua, re3rigeran untuk re3rigerasi sorption umumnya adalah Bat pada air,

amonia, dan metanol, dan sebagainya# $reen refrigerants adalah re3rigeran yang

nilainya nol untuk "#onosphere Depletion Potential @=)PA dan nol untuk *8P

@$reenhouse %aring Potential A#

Sebagai jenis teknologi penyerapan, adsorpsi re3rigerasi telah menjadi

perhatian lebih sejak 1-"9an#


9/47

3

akti39metanol# Selain itu, karbon akti39R10/a juga telah dianggap sebagai

pasangan kerja adsorpsi 3isik# emudian pasangan kerja adsorpsi kimia yang khas

adalah 5a5l! amonia yang memiliki kapasitas adsorpsi yang besar# Untuk

pasangan senya7a adsorpsi salah satu 4ontoh adalah 4ampuran karbon akti3 dan

5a5l! @5hen, et al, !"".A#

(erdasarkan penelitian hali3a @!"11A, dengan melakukan penelitian

e&periental study on two beds adsorption chiller with regeneration dengan

menghasilkan e3ek pendinginannya dapat tetap berlanjut# Temperatur evaporator

" o5, temperatur kondensor /" o5, temperatur air !. o5, dan temperatur air

panas adalah -"o59 1""o5, sehingga menghasilkan 5=P "#/"0#

Penelitian assan @!"10A, dengan melakukan penelitian untuk pasangan

karbon akti3+methanol untuk pembuatan es menggunakan sistem pendingin

adsoprsi dengan temperatur evaporator 9. o5, temperatur kondensor 0. o5,

temperatur regenerasi mulai dari -/#. o591!" o5# )i mana tekanan di evaporator

adalah !#1 kPa dan tekanan di kondensor !-#- kPa# asil yang diperoleh adalah

5=P dari sistem ini adalah "#1 dan dapat menghasilkan es sebesar !- kg per

siklus pada temperatur evaporator 9. o5 dan temperatur air !. o5#

(erdasarkan penelitian (ahrami, et al @!"1.A, dengan melakukan

penelitian tentang adsorption cooling syste dengan menggunakan wol'erine

tube 0+/ in4i dan plain tube 0+/ in4i menghasilkan temperatur air yang keluar dari

evaporator 1/D 5 dengan lamanya 7aktu """ detik# Penelitian yang sedang

dilakukan penulis tentang kaji eksperimen sistem pendingin adsorpsi double bed

adsorber kapasitas .""" btu+hr pasangan karbon akti39metanol sebagai adsorben9

adsorbat dengan menggunakan tube stainless steel 0+2 in4i dengan tipe ss 0"/dengan 7aktu adsorpsi ." menit dan menghasilkan temperatur air yang keluar

dari evaporator 1" D5#

Penelitian selanjutnya yang dilakukan oleh %li, et al @!"1.A, dengan

melakukan penelitian tentang e&periental in'estigation on adsorption capacity

of a 'ariety of acti'ated carbon(refrigerant pairs dengan menggunakan tabung

adsorber dari material gal'ani#ed steel dengan u-tube structure menggunakan

copper dan fin and tube alumanium persegi panjang# Sedangkan penelitian yang


10/47

4

dilakukan penulis, tabung adsorber yang digunakan dari material stainless steel 1"

in4i tipe ss 01; dengan u-tube structure menggunakan stainless steel 01; dan

fin tube stainless steel circle# )alam penelitian ini hanya saja proses desorpsi

untuk heat source tidak bisa melebihi dari temperatur 1"" ˚5#

Untuk double bed adsorber siklusnya hampir sama dengan siklus single

bed adsorber , hanya disaat terjadinya adsorpsi juga sekaligus terjadi desorpsi#


11/47

5

!# Metanol yang digunakan adalah metanol berkadar 2C#

0# alor yang disalurkan untuk memanaskan adsorben pada saat desorpsi

adalah air panas dari heater dengan temperatur 2. ˚5, suhu desorpsi harus

2. ˚5# Untuk mendinginkan adsorben pada saat adsorpsi adalah air yang

dalam temperatur lingkungan yaitu !-4!˚5#

/# 8aktu adsorpsi pada double bed adsorber ." menit @8ang, et al, !"1/A#

8aktu desorpsi double bed adsorber 12 menit @%tiya, et al, !"1/A#

.# Eariasi 7aktu desorpsi pada adsorber adalah .. menit, -. menit, . menit

@?, et al, !"1/A#

# Eariasi air pada evaporator adalah 1# kg+min, 0# kg+min, .# kg+minṁ

@?, et al, !"1/A#-# ;aju aliran massa air panas @ṁhot A adalah -#. kg+min @?, et al, !"1/A#

2# ;aju aliran massa air pendingin adsorber @ṁcool ad A adalah - kg+min @?, et al,

!"1/A#

# ;aju aliran massa air dingin kondensor @ṁcool konA adalah . kg+min @?, et al,

!"1/A#

1"# Pengujian dilakukan di ;aboratorium onversi 'nergi


12/47

6

ke dalam adsorben bed# Sementara adsorber dipanaskan dalam siklus berikutnya,

adsorbat ini akan desorpsi pada suhu tinggi ke kondensor# Pressure 'essel dan

check 'al'es yang digunakan untuk meningkatkan nilai tekanannya# Sisa dari

sistem pendingin tetap sama seperti sistem kompresi uap yang berisikan perangkat

evaporator, kondensor dan ekspansi @*hose, et al, !"1.A#

:)+) Adsor"en dan Adsor"at

(eberapa pasangan kerja untuk adsorpsi padat# Untuk pengoperasian

keberhasilan sistem adsorpsi padat, ketepatan memilih media kerja merupakan

sangat penting# Untuk aplikasi pendingin, adsorben harus memiliki kapasitasserap tinggi pada suhu lingkungan dan tekanan rendah tetapi kurangnya kapasitas

serap pada suhu tinggi dan tekanan tinggi# %dsorben ditandai dengan si3at

permukaan seperti luas permukaan dan polaritas#

Menurut )as dan Sur @!"1"A, besarnya luas permukaan spesi3ik lebih baik

untuk menyediakan kapasitas adsorpsi besar, tetapi pada area permukaan internal

yang besar dengan volume terbatas pasti menimbulkan sejumlah besar pori9pori

berukuran ke4il antara permukaan adsorpsi# )istribusi ukuran pori pori pada

mikro yang menentukan aksesibilitas molekul adsorbat ke permukaan adsorpsi

internal, ini penting untuk karakteristik kapasitas pengisapan adsorben# Material

seperti saringan molekul Beolit dan karbon bisa direkayasa khusus untuk distribusi

ukuran pori yang tepat dan karenanya disetel untuk pemisahan tertentu,

(erdasarkan pembahasan di atas, pilihan untuk adsorben akan tergantung

terutama pada 3aktor93aktor berikut :

1# %dsorpsi tinggi dan kapasitas desorpsi, untuk men4apai e3ek pendinginan

yang tinggi#

!# onduktivitas termal baik, agar dapat mempersingkat 7aktu siklus#0# apasitas spesi3ik panas rendah#

/# Cheical sesuai dengan re3rigeran yang dipilih#

.# (iaya rendah dan tersedia luas#

)i sisi lain, adsorbat yang dipilih, yang merupakan re3rigeran atau 3luida

kerja harus memiliki sebagian besar termodinamika yang diinginkan dan si3at

perpindahan kalor :

1# 'vaporasi suhu di ba7ah " D5#

!# Panas laten tinggi per satuan volume#

0# )imensi molekul harus 4ukup ke4il untuk memungkinkan adsorpsi mudah#

/# onduktivitas termal yang tinggi#


13/47

7

.# Stabilitas termal baik#

# Eiskositas rendah#

-# Panas spesi3ik rendah#2# non9bera4un, non9terbakar, non9korosi3#

# Stabil se4ara kimia dalam rentang suhu kerja#

(erdasarkan kriteria di atas, beberapa pasangan kerja yang sesuai adalah

Beolit9air, pendingin Beolit9organik, silika gel9air, dan karbon akti39metanol dalam

sistem adsorpsi padat#

*ambar #1 Perbandingan arakteristik %dsorpsi dengan Pasangan %dsorpsi

@%hmed, et al, !"10A

:)+)*) Adsor"en

a# arbon %kti3

arbon akti3 diproduksi oleh bahan seperti kayu, tanah gambut,

batubara, minyak 3osil, tulang, tempurung kelapa, batu biji9bijian, dan

sebagainya# Mikrokristal untuk karbon akti3 adalah enam unsur karbon

atom 4in4in, dan umumnya ukuran mikrokristal adalah !,0 G ", nm# ;uas

permukaan karbon akti3 umumnya antara ."" dan 1."" m!+g# arbon akti3

akan berbeda jika bahan berkarbon asli atau teknik produksi yang berbeda,

yang akan mempengaruhi per3orma adsorpsi#

Misalnya, karbon akti3 yang dihasilkan oleh sisa minyak bumi atau

batubara hangus memiliki pori mikro ke4il, area permukaan besar, dan

densitas tinggi, sedangkan karbon akti3 yang dihasilkan dari batubara

4oklat memiliki pori mikro besar, luas permukaan ke4il, dan densitas

rendah# inerja adsorpsi karbon akti3 dipengaruhi oleh kelompok9

kelompok 3ungsional yang dihubungkan ke 4in4in carboatoic# Misalnya,

kelompok alkena meningkatkan kinerja adsorpsi, sedangkan kelompok

sul3onik akan menguranginya# elompok 3ungsional asam akan

meningkatkan adsorpsi selektivitas @8ang, et al, !"1/A#


14/47

8

*ambar #! Struktur arbon %kti3

@8hite * !"1!A

Struktur bersih pada pori9pori karbon akti3 tersusun atas saluran yang

tidak teratur yang memiliki luas pori yang lebih besar di permukaan

butiran, dan daerah pori sempit di dalam butiran# Perbedaan antara karbon

akti3 dan jenis adsorben lainnya adalah 4iri94iri permukaan# Penyerapan

panas pasangan karbon akti3 lebih rendah dibandingkan jenis lain dari

pasangan adsorben 3isik# Pori9pori dikarbon akti3 diklasi3ikasikan menjadi

tiga jenis: mikropori @diameter pori kurang dari !" nmA, mesopori diameter

pori !"9!"" nm dan pori makro di atas !"" nm @8hite, !"1!A#

*ambar #0 arbon %kti3 'ksperimen

@%stina, !"10A

Per3orma adsorpsi pendingin pada serat karbon akti3 dengan karbon

akti3, umumnya 5=P dapat meningkat 1"9!"C, dan jumlah siklus adsorpsi

dapat ditingkatkan dengan dua sampai tiga kali# erugian dari serat karbon

akti3 adalah konduktivitas termal anisotropik, dan ketahanan panas lebih


15/47

9

tinggi antara serat dan dinding adsorber, bila dibandingkan dengan karbon

akti3 granular# )ensitas rendah juga merupakan kelemahan dari serat

karbon karena akan menurunkan kuantitas pengisian adsorben dalam

adsorber yang akan menyebabkan volume besar dalam sistem adsorpsi

@8ang, et al, !"1/A#

*ambar #/ Parameter arbon %kti3

@8ang, et al, !"1/A

Per3orma adsorpsi pendingin pada serat karbon akti3 dengan karbon

akti3, umumnya 5=P dapat ditingkatkan 1"9!"C, dan jumlah siklus

adsorpsi dapat ditingkatkan dengan dua sampai tiga kali# erugian dari

serat karbon akti3 adalah konduktivitas termal anisotropik, dan ketahanan

panas lebih tinggi antara serat dan dinding adsorber, bila dibandingkan

dengan karbon akti3 granular# )ensitas rendah juga merupakan

kelemahan dari serat karbon karena akan menurunkan kuantitas

pengisian adsorben dalam adsorber yang akan menyebabkan volume

besar dalam sistem adsorpsi @8ang, et al, !"1/A#

b# Silika *el

Silika gel telah menjadi objek dari banyak penelitian pendinginan

adsorpsi dalam beberapa tahun terakhir# al ini disebabkan kemampuan

penyerapan uap air karena struktur berpori 3isik pada silika gel dan luas

permukaan yang besar# Silika gel memiliki kemampuan adsorpsi dengan

menyerap ."C dari massa uap tanpa mengubah massa @8hite, !"1!A#

Silika gel merupakan jenis silika sintetis aorf , dan bersi3at kaku# Terdiri

dari biji9bijian yang sangat ke4il Si=/ terhidrasi# idroksil dalam struktur

merupakan komponen penting untuk adsorpsi karena polar dan dapat


16/47

10

membentuk ikatan hidrogen dengan polar oksida, seperti air dan alkohol#

emampuan adsorpsi silika gel meningkat ketika polaritas meningkat#

Satu hidroksil dapat menyerap satu molekul air#

*ambar #. Pemilihan Si3at Fisik pada Silika *el@8ang, et al, !"1/A

Setiap jenis silika gel hanya memiliki satu jenis pori, yang biasanya

terbatas dalam saluran yang sempit# )iameter pori silika gel umumnya

adalah ! nm, 0 nm @jenis %A, dan ",- nm @


17/47

11

*ambar #- Susunan Si=/ dalam Silika *el

@8ang, et al, !"1/A

4# Heolite

Heolit adalah bahan adsorben yang sangat berpori, yang termasuk

kelompok silikat alumina# %dsorben ini ditandai dengan struktur pori tiga

dimensi# Struktur kristalogra3i yang sesuai dibentuk oleh kristal @%l=/A

dan @Si=/A# ristal ini adalah konstruksi dasar untuk berbagai Beolit

seperti Beolit % dan >, adsorben yang biasa digunakan dalam penerapan

adsorpsi sistem pendingin# Porositas Beolit antara ",! dan ",.# %da sekitar

/" jenis Beolit alam#

*ambar #2 ristal Cell


18/47

12

%dsorbat merupakan substansi yang mampu untuk menempel+melekat

atau teradsorpsi pada permukaan adsorben#


19/47

13

b# %ir

%ir merupakan re3rigeran yang ideal karena memiliki kalor laten

spesi3ik yang tinggi dan tidak bera4un# %ir dapat digunakan sebagai

pasangan Beolit dan silika gel, tapi tekanan penguapan yang rendah

merupakan keterbatasan air sebagai 3erigeran#

4# %monia

(esarnya panas laten spesi3ik amonia adalah setengah lebih rendah

dari panas laten spesi3ik air, pada temperatur "˚5 dan memiliki tekanan

penguapan yang tinggi# %monia memiliki keuntungan yang ramah

lingkungan dan dapat digunakan sebagai re3rigeran sampai 9/"˚5 dan

dapat dipanaskan sampai !""˚5# %monia memiliki beberapa kerugian

sebagai berikut :

• (era4un, sehingga penggunaannya dibatasi#

• Tidak dapat ditampung pada instalasi yang terbuat dari tembaga atau

4ampurannya#

:)-) Pasangan Adsor"en$Adsor"at

a# arbon %kti39%monia

Menurut penelitian %hmed dan Shehata @!"1!A, karbon akti3 yang

terbuat dari pyroly#ing dan karbonisasi, bahan sumber seperti batu bara,

batu bara muda, kayu, kulit ka4ang dan polimer sintetik, pada suhu tinggi

@-""92""65A# karbon akti3 tersedia dalam berbagai bentuk antara lain

serbuk, mikro berpori, butiran, molekul saringan dan serat karbon#

Umumnya, karbon akti3 dalam bentuk serbuk @1. sampai !. mm partikelA

digunakan untuk adsorpsi 4airan dan granular @butiran diayak dengan

esh dari / sampai !" atau sekitar 0 mm untuk diameter ",2 mmA# serat

karbon akti3 @diameter serat dari - sampai 1.ImA yang dibuat oleh

karbonisasi serat sintetis#

%monia memiliki panas laten yang relati3 tinggi sekitar 10. k< + kg

pada 90" 65 dan jumlah adsorpsi maksimum karbon akti3 adalah ",! g+g#

%monia memiliki kelemahan toksisitas+ra4un dan korosi3# Panas adsorpsi

untuk pasangan karbon9amonia di kisaran !"""9!-"" k


20/47

14

sistem karbon akti3 amonia dan mempersingkat 7aktu adsorpsi dan

kemudian S5P @Specific Cooling Power A pada sistem meningkat @8ang,

!"1"A#

Menurut 5hritoph dan Met4al3 @!""/A, meneliti pendingin adsorpsi

menggunakan monolitik pasangan karbon9amonia# asil per4obaan

menunjukkan bah7a maksimum S5P, 5=P " 8+kg dan ",1! @Tamainot,

!""A# Penelitian pasangan karbon9amonia untuk aplikasi adsorpsi

pendinginan# asil simulasi dari ! variasi karbon akti39amonia untuk tiga

siklus @ single bed , double bed , dan jumlah bed yang tak terbatasA#

%dsorben karbon diteliti terutama batok kelapa dan batu bara berdasarkan

tipe dalam berbagai bentuk: monolitik, granular, granular dipadatkan,

serat+ fiber , serat dipadatkan, kain, kain dipadatkan dan bubuk dan

temperatur bervariasi dari 2" 65 sampai !"" 65# Siklus double bed

adsorber yang terbaik per3orma termal berdasarkan densitas daya

diperoleh dengan karbon monolitik, dengan operasi temperatur dari 1""

65, pendinginan yang dihasilkan sekitar M


21/47

15

dikendalikan terendah untuk silika gel9air# Suhu diambil dari per4obaan

sekitar .. ˚5# Suhu desorpsi rendah sangat 4o4ok untuk peman3aatan

energi surya# Salah satu kelemahan dari pasangan kerja silika gel9air

adalah kuantitas adsorpsi rendah, yaitu sekitar ",! kg+kg# erugian lain

adalah ketidakmungkinan menghasilkan suhu penguapan di ba7ah " D5

@8ang, et al, !"1/A#

4# Heolit dan %ir

Untuk pasangan kerja Beolit9air, adsorpsi isoter yang datar# Panas

laten air jauh lebih besar dari metanol atau re3rigeran tradisional lainnya

karena suhu desorpsi tinggi# Suhu sistem ini lebih tinggi dari -"65#

%dsorber bisa langsung dipanaskan oleh limbah panas seperti panel surya#

=leh karena itu, sistem Beolit9air lebih sederhana dikendalikan oleh air

panas# Suhu desorpsi lebih tinggi dari !"" 65 tetapi suhu adsorpsi

mungkin lebih rendah dari 2" 65# Tegangan termal dari logam adsorber

akan sulit untuk melepaskan, terutama ketika adsorber tersebut hanya

beralih antara pemanasan dan pendinginan# =leh karena itu, ada biaya

manu3aktur yang lebih tinggi untuk adsorben bed karena risiko kebo4oran

bed#

*ambar #1" Zeolite

@8hite, !"1!A

Sistem Beolit9air hanya 4o4ok untuk %5 karena air tidak dapat

menguap pada suhu di ba7ah "65# Tekanan penguapan rendah dari air

menyebabkan proses adsorpsi lambat, dan suhu desorpsi tinggi

meningkatkan panas yang masuk ke adsorber# =leh karena itu S5P sistem

Beolit air tidak terlalu tinggi# al ini telah menunjukkan bah7a per3orma

perpindahan massa dalam sistem adsorpsi pendingin Beolit9air merupakan

3aktor utama untuk mempengaruhi peningkatan per3orma @8hite, !"1!A#


22/47

16

d# arbon %kti39Metanol

arbon akti3 dan metanol adalah salah satu dari pasangan kerja yang

paling umum karena besarnya jumlah adsorpsi dan panas adsorpsi rendah,

yaitu sekitar 12""9!""" k


23/47

17

*ambar #1! Perbandingan Pasangan erja %dsorpsi

@%hmed, et al, !"1!A

:)9) Prinsip Kerja Sistem Pendingin Adsorpsi Double Bed Adsorber

*ambar #10 Siklus Two Adsorber Bed %5S

@*hose, et al, !"1.A

*ambar di atas menunjukkan ! adsorber %5S# omponen utama dari %5S

terdiri dari adsorber bed , kondensor, katup ekspansi, dan evaporator# Adsorber

Bed pengganti dari kompresor# Sistem pendingin adsorpsi @%5SA didasarkan dua

langkah utama : pemanasan9desorpsi9kondensasi dan pendinginan9adsorpsi9

evaporasi#


24/47

18

*ambar #1/ Skematik ! Adsorber Bed Sistem %5S

@Shara3ian, !"1/A

)engan menggunakan langkah Adsorption Cooling Syste @%5SA

menghasilkan e3ek pendinginan @Shara3ian, !"1/A# Siklus termodinamika terdiri

dari empat proses sebagai berikut :

1# Isosteric heating @ihA: proses 19!, pasangan adsorben9adsorbat melalui

proses isosteric, menyerap panas sebesar Lih dari sumber panas eksternal#

Pada langkah ini, suhu dan tekanan dari adsorber bed meningkat karena

desorpsi adsorbat dari partikel adsorben# Proses ini berlanjut sampai

tekanan dari adsorber bed men4apai tekanan pada kondensor# Pada saat

ini, pintu masuk katup ke kondensor terbuka#

!# Isobaric desorpsi @ibdA: proses !90, sumber panas eksternal terus

memanaskan adsorber bed @LibdA selama proses desorpsi isobaric dan

adsorbat meninggalkan adsorber bed dan terkondensasi di dalam

kondensor selama proses pendinginan isobarik, uap yang terserap ini

di4airkan dalam kondensor @langkah !90A

0# Isosteric cooling @i4A : setelah pemanasan adsorber bed sampai titik 0 yang

merupakan suhu maksimum pada siklus, katup antara adsorber bed dan

kondensor ditutup dan selama proses pendinginan isosteric @proses 09/A,

adsorben kehilangan panas @Li4A dalam kontak dengan panas yang

meresap# Pada langkah 09/, adsorbat dalam kondensor le7at melalui katup

ekspansi dan masuk ke evaporator#

/# Isobaric adsorption @ibaA, selama proses /91, adsorbat menyerap panas

sebesar Levap dari lingkungan sekitarnya dan dikonversi menjadi uap# Pada

7aktu yang bersamaan, pintu masuk katup ke adsorber bed dibuka dan


25/47

19

adsorben mengadsorpsi uap adsorbat selama proses adsorpsi isobarik

@langkah /91A dan melepaskan panas pada @L ibdA#

Sistem ini terdiri dari double bed adsorber* kondensor, evaporator, cooler ,

dan sumber panas# Sumber panas dan katup digunakan untuk memanaskan

adsorpsi bed , dan proses pendinginan dapat di4apai melalui cooler dan katup yang

saling berhubungan# Proses pengendalian pada sistem energi yang digunakan

untuk menggambarkan sistem adsorpsi kontinyu dengan proses pemulihan panas

seperti yang ditunjukkan pada *ambar #1.# Proses untuk kontrol dapat dibagi

menjadi dua bagian# (agian pertama adalah untuk pengendalian proses

pemanasan dan pendinginan, dan bagian lainnya adalah untuk keseimbangan

kapasitas pendinginan pada sistem dan permintaan dari kapasitas pendinginan

eksternal#

*ambar #1. )iagram Sistem Re3rigerasi %dsorpsi

@8ang, et al, !"1/A

(agian pertama dari kontrol, terutama men4akup kontrol pemanasan dan

media pendingin untuk adsorpsi adsorber serta kontrol pada adsorpsi, desorpsi,

dan katup yang berhubungan# Untuk pengoperasian sistem, dalam tujuan untuk

mendinginkan dan memanaskan dua adsorber adsorpsi, masing9masing, serta

mengalihkan sistem untuk kerja se4ara kontinyu, sejumlah katup shut-off

terpasang pada tube) Melalui koordinasi tersebut 'al'e ditutup, pemanasan,

pendinginan, dan proses pemulihan panas dapat dilanjutkan# %da sepuluh katup

untuk pemanasan, pendinginan, dan proses pemulihan panas, dan posisi

pemasangannya di tunjukkan pada gambar #1.#


26/47

20

*ambar #1 Status erja 1" atup Pengontrol dan )ua %dsorber

@8ang, et al, !"1/A

Tiga kondisi yang bekerja akan di4apai dengan katup ini# Pertama ada

adalah proses yang ditunjukkan pada *ambar #1a, adsorber bed 1 dipanaskan

dan adsorber bed ! didinginkan# Pada gambar #1b, untuk proses kedua,

adsorber bed ! dipanaskan, dan adsorber bed 1 didinginkan# *ambar #14,

proses terakhir adalah proses pemulihan panas antara dua adsorber bed #

ontrol sistem tergantung pada kontrol pemanasan, pendinginan, dan

7aktu pemulihan panas, serta proses adsorpsi dan desorpsi, yang dapat

memastikan keluaran kapasitas pendinginan yang normal# %dsorpsi bed harus

terhubung dengan kondensor ketika dipanaskan, dan harus dihubungkan dengan

evaporator ketika didinginkan# Tetapi pada a7al ketika adsorpsi bed mulai

dipanaskan maka tidak bisa menghubungkan adsorber dan kondensor sampai

tekanan di dalam adsorber men4apai tekanan kondensasi# )emikian pula tidak

dapat terhubung ke adsorber dengan evaporator pada a7al proses pendinginan

sampai tekanan di dalam adsorber menurun sampai tekanan evaporasi# Untuk

sistem dua adsorber empat katup yang diperlukan untuk mengendalikan

pemanasan, pendinginan, desorpsi, dan proses adsorpsi, masing9masing# Posisi

pemasangan empat katup ditunjukkan pada gambar #1.#


27/47

21

*ambar #1- ondisi erja atup %, (, 5, ) dan %dsorpsi Bed

@8ang, et al, !"1/A

Pada saat katup %, (, 5, ) semua ditutup# etika adsorber 1 dipanaskan

dan desorpsi, adsorber ! didinginkan dan adsorpsi, kondisi katup ditunjukkan

pada gambar #1-a# etika adsorber ! dipanaskan dan didesorpsi, adsorber 1

didinginkan dan diadsorpsi, kondisi katup ditunjukkan pada gambar #1-b# Sistem

kontrol dapat mengontrol adsorpsi bed untuk menghubungkan atau memutuskan

dengan kondensor atau evaporator sesuai dengan status kerja dari adsorpsi bed ,

tekanan dalam adsorber , tekanan kondensasi, dan tekanan evaporasi#

(agian kedua adalah penyesuaian energi pada unit yaitu, untuk

memastikan bah7a beban panas eksternal yang dibutuhkan dan kapasitas

pendinginan dari sistem di4o4okkan# %dsorpsi chiiller kontinyu dengan proses

pemulihan panas sebagai 4ontoh mengontrol suhu air dingin yang dibutuhkan#

Misalnya, laju aliran dari sumber panas perlu dikurangi @misalnya dengan

mengurangi aliran uap atau air panasA ketika suhu keluar dari air dingin di ba7ah

nilai yang diinginkan# Sedangkan laju aliran dari sumber panas perlu ditingkatkan

jika suhu air dingin lebih besar dari nilai yang dibutuhkan#

:)5) Per!it2ngan ;


28/47

22

• Qevap=msorbent ∫ adorptiontime (hsat,vapor @T evap−hsat,liquid @T cond)

dω

dt dt

@


29/47

23

*ambar #1 '3ek Suhu Inlet %ir Panas

@%lkhair, et al, !"1.A

*ambar #!" Suhu Inlet %ir Pendingin


*ambar #!" menunjukkan kapasitas pendinginan meningkat karena suhu

air pendingin menurun, hal ini disebabkan bah7a jumlah etanol banyak terserap

dan diserap selama proses adsorpsi dan desorpsi# Untuk nilai 5=P meningkat

karena suhu menurun, men4apai nilai ",.0 pada suhu !/D5# edua e3ek ini harusmengarah pada 5=P optimal# 5=P menurun untuk suhu lebih rendah dari !! D5#


30/47

24

*ambar #!1 Suhu Masuk %ir yang )idinginkan


*ambar #!1 menunjukkan pengaruh suhu inlet air yang didinginkan

terhadap kapasitas pendinginan dan 5=P# asil dari pemodelan dan simulasi, nilai

kapasitas pendinginan meningkat disebabkan meningkatnya suhu inlet air yang

didinginkan, men4apai nilai maksimum sekitar ", pada suhu maksimum inlet air

yang didinginkan di mana nilai tertinggi dari kapasitas pendinginan terjadi# al ini

disebabkan ketika meningkatnya suhu air yang didinginkan, 5=P meningkat#

)engan kata lain, tekanan rendah operasi lebih tinggi, dan akibatnya jumlah siklus

etanol meningkat, menyebabkan 5=P dan kapasitas pendinginan yang tinggi#

*ambar #!! menunjukkan pengaruh laju aliran air panas pada kapasitas

pendinginan dan 5=P diperoleh bah7a nilai maksimum untuk kapasitas

pendinginan adalah /,! k8, sedangkan nilai 5=P maksimum adalah ",. tapi

dengan nilai9nilai ini, kapasitas pendinginan tertinggi mengarah ke 5=P terendah#

=leh karena itu, 7ajar nilai optimum untuk kapasitas pendinginan dan 5=P dapat

di4apai pada laju alir air panas ",00 kg+s# (erdasarkan nilai ini, kapasitas pendinginan dan 5=P adalah / k8 dan ",/!#


31/47

25

*ambar #!! Pengaruh ;aju %liran %ir Panas


*ambar #!0 menunjukkan pengaruh dari laju aliran air yang didinginkan

terhadap kapasitas pendinginan dan 5=P, kapasitas pendinginan meningkat dari

0,. ke /,. k8 dengan meningkatnya laju aliran dari ",! ke 1,/ kg+s# Peningkatan

laju aliran air yang didinginkan juga meningkatkan nilai 5=P, dalam kisaran

antara ",0 dan ",/# $ilai optimum untuk kapasitas pendinginan dan 5=P dapat

di4apai pada laju aliran 1,/ kg+s#

*ambar #!0 Pengaruh ;aju %liran %ir yang )idinginkan


Menurut hasil penelitian ?, et al, @!"1/A, dengan melakukan penelitian

,&periental In'estigation of a Double-Bed Adsorption Cooling Syste for

Application in $reen Buildings terdapat beberapa pengaruh temperatur, tekanan,

laju aliran terhadap 5=P dan S5P @Specific Cooling Power A#


32/47

26

*ambar #!/ Sistem Pendingin %dsorpsi Prototype

@?, et al, !"1/A

1: cooling water tank N !: isotheral water circulator N 0: chilled water tank

@e'aporator AN /: Adsorber 1N .: Adsorber !N : hot water tank N -: condenser N 2:

control syste#

*ambar #!. Pengaruh Suhu )esorpsi terhadap S5P dan 5=P@?, et al, !"1/A

Suhu desorpsi merupakan salah satu 3aktor utama yang mempengaruhi

per3orma sistem pendingin adsorpsi# *ambar #!. menunjukkan pengaruh suhu

desorpsi pada S5P dan 5=P# Se4ara teoritis, 5=P harus meningkat, seiring

dengan suhu desorpsi, untuk suhu tertentu dan setelah itu tetap tidak berubah jika

suhu terus meningkat# Seperti yang ditunjukkan pada *ambar #!0# 5=P

meningkat ketika suhu desorpsi lebih rendah dari -" 6 5, tetapi menurun se4ara


33/47

27

signi3ikan untuk suhu desorpsi lebih tinggi dari -" 6 5# &ni dapat dikaitkan dengan

peningkatan panas yang hilang pada suhu desorpsi lebih tinggi# Untuk suhu

desorpsi lebih rendah, panas yang hilang lebih ke4il dibandingkan dengan suhu

desorpsi lebih tinggi# asil dari S5P berada dalam nilai yang baik, dengan

meningkatkan suhu desorpsi dari .. 65 hingga . 65# Sebab uap air diserap lebih

4epat pada suhu desorpsi lebih tinggi, adsorben lebih kering sehingga kekuatan

pendorong untuk adsorpsi lebih tinggi, memungkinkan uap air lebih banyak untuk

teradsorpsi selama proses adsorpsi berikutnya#

*ambar #! Pengaruh 8aktu %dsorpsi+)esorpsi terhadap S5P dan 5=P

@?, et al, !"1/A

*ambar #! menunjukkan pengaruh 7aktu adsorpsi+desorpsi terhadap

S5P dan 5=P per3orma pada sistem pendingin adsorpsi# Suhu desorpsi ditetapkan

2. D5# Untuk S5P diketahui nilai pun4ak antara 1" dan 1. menit dan pada sekitar

1. menit untuk 5=P# Untuk pendeknya 7aktu 3ase adsorpsi+desorpsi, proses

desorpsi belum sempurna menyebabkan pengurangan kapasitas adsorpsi untuk

adsorben silika gel# %kibatnya, S5P dan 5=P rendah pada 7aktu 3ase yang lebih

pendek# Untuk lamanya 3ase 7aktu adsorpsi+desorpsi, S5P menurun karena

penge4ilan yang 4epat pada kapasitas adsorpsi untuk adsorben silika gel selama

beberapa menit terakhir# Singkatnya, 3ase 7aktu adsorpsi+desorpsi untuk sistem

pendingin adsorpsi menggunakan silika gel sebagai adsorben adalah sekitar 1.

menit karena tidak hanya menunjukkan S5P lebih tinggi, tetapi juga 5=P

dimaksimalkan#


34/47

28

*ambar #!- Pengaruh ;aju %liran Massa %ir terhadap S5P dan 5=P

@?, et al, !"1/A

%ir panas yang digunakan untuk memanaskan adsorben selama proses

desorpsi# Semakin banyak panas yang ditrans3er ke adsorber selama durasi yangsama dengan laju aliran massa air panas yang lebih tinggi, memungkinkan uap air

yang lebih banyak untuk didesorpsi# =leh karena itu, laju aliran massa air panas

yang lebih tinggi harus menghasilkan 5=P yang lebih tinggi dan S5P# Pada hasil

per4obaan 5=P, menurun setelah 2 kg+min dalam hal laju aliran massa air panas

seperti yang ditunjukkan pada gambar #!-# al ini banyak panas yang hilang ke

lingkungan sekitar di ba7ah laju aliran massa air panas yang lebih tinggi#

Pengaruh ini mirip dengan yang disebabkan oleh perubahan suhu desorpsi seperti

yang dibahas sebelumnya# Untuk laju aliran air panas terendah / kg+min, 5=P

menurun, karena adsorber tidak dapat desorpsi se4ara e3ekti3 di ba7ah laju aliran

yang lambat# '3ek pada S5P juga ditunjukkan pada gambar #!-# ampir tidak

ada perubahan dalam S5P dan dapat disimpulkan bah7a laju aliran massa air

panas tidak memiliki e3ek jelas pada S5P# =leh karena itu, agar dapat

mengoptimalkan nilai 5=P, 2 kg+min dipilih sebagai laju aliran massa air panas

untuk sistem pendingin adsorpsi#

*ambar #!2 Pengaruh Suhu Inlet %ir Pendingin pada S5P dan 5=P

@?, et al, !"1/A


35/47

29

Suhu inlet air pendingin merupakan salah satu 3aktor yang menentukan

per3orma dari sistem pendingin adsorpsi karena sangat berpengaruh, tidak hanya

proses kondensasi tetapi juga proses adsorpsi# Suhu inlet air pendingin yang tinggi

menghasilkan penyuplaian suhu inlet yang tinggi ke ruang kondensor dan

adsorpsi# %kibatnya, proses per3orma desorpsi dan adsorpsi memburuk, hilangnya

daya pendinginan yang lebih banyak# *ambar #!2 menunjukkan e3ek suhu inlet

air pendingin terhadap S5P dan 5=P# Rendahnya suhu inlet air pendingin,

tingginya S5P dan 5=P sebab lebih banyak uap air diserap oleh adsorben silika

gel pada suhu yang lebih rendah untuk 7aktu siklus tertentu# Untuk menghemat

energi saat menghilangkan panas adsorpsi, menggunakan air pendingin pada suhu

kamar# $amun, karena pengoperasian pompa air, rata9rata suhu inlet air pendingin

!- D5# )alam kondisi ini, nilai S5P masih dapat di4apai sekitar 2 8+kg dengan

5=P sekitar ",0#

*ambar #!, air pendingin digunakan untuk mendinginkan adsorber

selama proses adsorpsi karena adsorpsi dari adsorbat @uap airA menghasilkan

panas# %dsorber juga harus didinginkan setelah proses desorpsi pada suhu yang

tinggi#


36/47

30

*ambar #0" menunjukkan S5P dan 5=P, variasi yang berbeda pada suhu

inlet air yang didinginkan# edua S5P dan 5=P meningkat dengan meningkatnya

suhu @evaporasiA inlet air yang didinginkan# al ini disebabkan semakin tinggi

suhu @evaporasiA inlet air yang didinginkan, semakin tinggi tekanan evaporasi,

menghasilkan jumlah yang lebih besar uap air yang akan diserap oleh adsorben

silika gel# %kibatnya, S5P dan 5=P meningkat dengan suhu @evaporasiA inlet air

yang didinginkan# Untuk sistem pendingin kompresi uap, suhu inlet air yang

didinginkan adalah sekitar 1/ D5# =leh karena itu, 1/ D5 terpilih sebagai suhu

@evaporasiA inlet air yang didinginkan untuk sistem pendingin adsorpsi#

*ambar #0" Pengaruh Suhu @'vaporasiA Inlet %ir yang )idinginkan

@?, et al, !"1/A

*ambar #01 Pengaruh ;aju %liran Massa %ir )idinginkan pada S5P dan 5=P

@?, et al, !"1/A

*ambar #01 menunjukkan pengaruh laju aliran massa air yang

didinginkan# ;aju aliran meningkat, S5P pertama meningkat dan kemudian

sedikit menurun# Penurunan disebabkan panas yang diperoleh pada laju alir yang

lebih tinggi dari lingkungan sekitarnya# Mengenai 5=P, hampir tidak ada


37/47

31

perubahan# Se4ara rin4i, variasi antara ",! dan ",0! disimpulkan bah7a laju

aliran massa air yang didinginkan tidak sangat mempengaruhi 5=P, namun

terdapat nilai pun4ak dari S5P# )isimpulkan, . kg+menit bisa dipilih sebagai laju

aliran massa air yang didinginkan untuk sistem pendingin adsorpsi prototipe

tertentu karena memberikan nilai tertinggi pada S5P#

*ambar #0! menunjukkan pro3il suhu eksperimental dari inlet dan outlet

perpindahan kalor 3luida di lokasi yang berbeda, diperoleh pada kondisi kerja

tertentu# )iketahui suhu outlet air yang didinginkan selalu di ba7ah suhu inlet di

seluruh siklus, menunjukkan bah7a proses pendinginan stabil dan berhasil dalam

menghasilkan e3ek pendinginan# Perbedaan suhu air yang didinginkan adalah

sekitar 65# Untuk kondisi kerja tertentu @suhu desorpsi 2. D5, laju aliran massa

air panas - kg+menit, suhu inlet air pendinginan !- D5, laju aliran massa air

pendinginan 2 kg+menit, laju aliran massa yang didinginkan 1# kg+min, 7aktu

adsorpsi+desorpsi 1. menit, 7aktu pemulihan panas dan massa ." sA, nilai

kapasitas pendinginan eksperimen sekitar ." 8, S5P adalah !,! 8+kg dan

5=P adalah ",!#

*ambar #0! Pro3il 'ksperimen Suhu Perpindahan alor Fluida@?, et al, !"1/A

:),) Sik%2s 3asar Sistem Pendingin Adsorpsi

Skema dasar dari sistem adsorpsi pendingin ditunjukkan pada gambar

#00# Siklus dasar sistem adsorpsi ada adsorber, evaporator, kondensor dan katup

throttle# %dsorber diisi oleh bahan adsorben dan adsorpsi+desorpsi 3luida kerja

@re3rigeranA mengalir disebabkan adanya perbedaan tekanan# %dsorben bed

dipanaskan atau didinginkan sesuai dengan proses yang dilakukan#


38/47

32

*ambar #00 Scheatic of Basic Adsorption Cycle

@5aglar, !"1!A

• 19! proses pemanasan isosteric: suhu adsorben bed meningkat dari T1 ke

T! oleh pemanasan luar @surya, listrik atau limbah panasA# Adsorber

bertekanan sampai dengan tekanan kondensor tanpa melakukan desorpsi#

• !90 isobarik desorpsi: adsorben bed terus dipanaskan dan proses desorpsi

terjadi pada tekanan konstan# Re3rigeran terkondensasi di kondensor dan

menuju ke evaporator dengan melalui katup throttle#

• 09/ proses pendinginan isosteric: desorpsi berhenti dan adsorben bed

didinginkan dari T0 ke suhu T/ tanpa melakukan adsorpsi# Tekanan di

dalam bed menurun sampai ke tekanan evaporasi akibatnya pendinginanisosteric#

• /91 isobarik adsorpsi: adsorber terus didinginkan dan proses adsorpsi

terjadi pada tekanan konstan# Siklus ini selesai ketika suhu adsorber

menurun ke T1#

*ambar #0/ Basic Adsorption !efrigeration Cycle

@5aglar, !"1!A


39/47

33

,) Metodo%ogi

(erdasarkan re'iew working pairs adsorption cooling !"1! dan !"10

pasangan kerja karbon akti39metanol untuk nilai maksimum temperatur evaporasi

sekitar 1. ˚5 dan nilai maksimum 5=P @Coeficient of PerforanceA sekitar ",-2#

*ambar -#1 Temperatur 'vaporasi Pasang erja Sistem Pendingin %sorpsi

@%hmed, et al, !"1!A

*ambar -#! 5=P untuk Pasangan erja Sistem Pendingin %dsorpsi

@%skalany, et al, !"10A

,)*) A%at dan Ba!anSebelum melakukan pengujian pada alat pendingin adsorpsi dengan

double bed aadsorber* perlu disiapkan beberapa peralatan pendukung dan bahan

yang digunakan, yaitu :

) .eater digunakan untuk memanaskan air yang akan disirkulasikan ke

dalam tube yang berada di dalam adsorber untuk proses pre-heating dan

proses desorpsi#

/) Pompa aOuarium untuk mengalirkan air pendingin @!- D5A#

0) Pompa sentri3ugal untuk mengalirkan air panas @" D5A ke adsorber untuk

proses pre-heating dan proses desorpsi#


40/47

34

1) Pompa vakum untuk menurunkan tekanan pada sistem, mendekati tekanan

9- 4mg# Spesi3ikasi pompa vakum yang digunakan adalah sebagai

berikut :

+odel : E' 12" $

2oltage : !0" E, ."9" B

3ree Air Displaceent : 5FM

4ltiate 2acuu : 1." icron

+otor : 0+/ P

"il Capacity : !." ml

5et %eight : 1/# kg

Partial Pressure : ! Pa

6) 3low eter ber3ungsi untuk mengatur debit air yang masuk#

7) Teperature Controller yang digunakan untuk mengatur temperatur air

yang masuk ke adsorber pada saat proses pre-heating dan proses desorpsi#

8) ompresor yang digunakan untuk mengetes kebo4oran yang terjadi pada

koil dengan 4ara memasukkan tekanan ke dalam koil#

9) Metanol dengan kadar kemurnian 2C yang ber3ungsi sebagai re3rigeran#

:) arbon akti3 yang digunakan terbuat dari batu bara ber3rungsi sebagai

adsorben yang diletakkan di dalam tabung adsorber dan digunakan untuk

menyerap metanol yang di uapkan dari evaporator#

%dapun beberapa alat ukur yang yang diperlukan pada pengujian sistem

pendingin adsorpsi ini, yaitu :

) 2acuu $auge

(er3ungsi mengukur tekanan vakum yang diletakkan selama proses a7al

pengujian dalam pengambilan data#

!# Termokopel

(er3ungsi untuk mengukur temperatur metanol dan air pada masing9

masing komponen#

0# )ata %kusisi

(er3ungsi penghubung termokopel yang dipasang pada sistem pendingin

adsorpsi dengan komputer sehingga data dapat ter4atat se4ara otomatis#

,)+) =akt2 dan Tempat

Proses pengambilan data temperatur dan tekanan pada masing9masing

komponen sistem pendingin adsorpsi dengan double bed adsorber di

;aboratorium onversi 'nergi Teknik Mesin Universitas Riau#

,)-) Metode Pene%itian

Metode penelitian ini menggunakan metode eksperimen# Metode

eksperimen ini dilakukan pada sistem pendingin adsorpsi dengan double bed


41/47

35

adsorber dengan karbon akti39metanol sebagai adsorben dan adsorbat untuk

mengetahui variasi 7aktu desorpsi dan variasi laju aliran massa terhadap nilai

5=P# %dapun diagram alir penelitian dalam tugas akhir ini adalah seperti yang di

tunjukkan pada gambar -#1#

*ambar -#0 )iagram %lir Penelitian Tugas %khir

,)9) Pengam"i%an 3ata

)ata yang diambil berupa data kuantitati3 pada beberapa titik di setiap

komponen yeng terukur oleh alat ukur selama 7aktu pengujian#


42/47

36

temperatur in dan out air pendingin, dan temperatur air panas# Pemba4aan

temperatur menggunakan termokopel#

Pengambilan data dilakukan dengan ! 4ara yaitu, se4ara otomatis melalui

komputer yang memba4a input data dari data akusisi untuk temperatur dan manual

untuk pemba4aan tekanan pada evaporator, kondensor, adsorber , dan reser'oir #

,)5) Skema Sistem Pendingin Adsorpsi dengan Double Bed Adsorber

%dapun desain alat uji sistem pendingin dengan double bed adsorber

adalah sebagai berikut :

*ambar -#/ Skema %lat Pengujian Sistem Pendingin %dsorpsi dengan Double

Bed Adsorber

>) 8ad1a% Kegiatan

Tabel 2#1


43/47

37

2 Seminar asil ;ab #' T#M UR

Sidang Skripsi ;ab #' T#M UR

?) Bia/a

Tabel #1 (iaya Penelitian Tugas %khir

No Nama A%at82m%a

!Sat2an

Harga Sat2an

@.p

Harga

Tota% @.p

* Adsorber Stainless

Steel 01;

! (uah 1#!."#""",9 !#.""#""",9

+ 'vaporator 1 (uah 1#.""#""",9 1#.""#""",9

- ondesnsor 1 (uah 1#"""#""",9 1#"""#""",9

9 .eater 1 (uah 1#""#""",9 1#""#""",9

5 Pompa Eakum 1 (uah !#"""#""",9 !#"""#""",9

: Pompa Sentri3ugal ! (uah .""#""",9 1#"""#""",9

, Pompa %kuarium ! (uah 1!.#""",9 !."#""",9

> %ater Tank / (uah 1."#""",9 ""#""",9

? !eser'oir 1 (uah .""#""",9 .""#""",9Q

*0 Therocouple (uah /!.#""",9 !#.."#""",9

**Tube Stainless

Steel 0"/0 Meter 0/#""",9 1#!!/#""",9

*+ atup 1/ (uah 12#""",9 !.!#""",9

*- arbon %kti3 1"ilogra

m"#""",9 ""#""",9

*9 Metanol 1! ;iter !.#""",9 0""#""",9

Tota% Pene%itian T2gas Ak!ir1.#2-#""",

9

*0) 3a#tar P2staka

%hmed, $, Shmroukh, %hmed, amBa, , %li, %li, , dan %bel9Rahman# !"10#

%dsorption Re3rigeration 8orking Pairs: The State9o39the9%rt in the

%ppli4ation# International ;ournal of Cheical* +olecular* 5uclear*

+aterials and +etallurgical ,ngineering* Eol# -, $o:11#

%hmed, Salem, Mahmoud, dan Shehata, 'l9adee, %(), %hmed# !"1!# % revie7

Future o3 the %dsorption 8orking Pairs in 5ooling# &nternational

Me4hani4al 'ngineering Sohag University#

%li, , amBa, %hmed, =ok7ara, S, Rahman, %bel, , %li, dan Shmroukh, $,

%hmed# !"1.# 'Kperimental &nvestigation on %dsorption 5apa4ity o3 a


44/47

38

Eariety o3 %4tivated 5arbon+Re3rigerant Pairs# International ;ournal of

,ngineering !esearch and applications) &SS$ : !!/29!!#

%lkhair, M, Sulaiman, ?, M, Sopian, , ;im, , 5, Salleh, ', Mat, S, dan Saha, (,

(# !"1.# )esign and Modelling o3 =ne Re3rigeration Ton Solar %ssisted

%dsorption %ir 5onditioning System# ;ournal of Solar ,nergy

,ngineering # Eol : 10-#

%mbarita, $ishio# !""2# Modi3ikasi Mesin Pendingin %dsorpsi pada omponen

ondensor, !eser'oir , atup 'kspansi dan 'vaporator# Skripsi Sarjana

Program Studi Sarjana Teknik Mesin U

%skalany, %, %hmed, Salem, M, &smael, M, &, %li, , , %, Morsy, *, M, dan

Saha, (, (idyut# !"10# %n =vervie7 on %dsorption Pairs 3or 5ooling#

International ;ournal ScienceDirect 1 : ..9.-!#

%stina, Made, &, Purnomo,


45/47

39

5hen,


46/47

40

Tamainot, Telto# !""# 5arbon %mmonia Pairs 3or %dsorption Re3rigeration

%ppli4ations: &4e Making, %ir 5onditioning and eat Pumping,

International ;ournal of !efrigeration 0!: 1!1!1!!#

8ang, ), 5) !"1"# % Revie7 on %dsorption Re3rigeration Te4hnology and

%dsorption )eterioration in Physi4al %dsorption Systems# !enewable and

Sustainable ,nergy !e'iews 1/ 0//0.0#

8ang, ;, 8# !""# The Per3orman4e o3 T7o %dsorption &4e Making Test Units

Using %4tivated 5arbon and a 5arbon 5omposite as %dsorbents, Carbon

//: !-1!2"#

8ang, RuBhu, 8ang ;i7ei, dan 8u,


47/47

41

Mukti @)umai9RiauA

• %lamat Sekarang : Soekarno9atta,

proposal skripsi pipin azrin,

Documents