proses pengisian (charging) refrigerant yang optimal

43

Upload: andri-mirad

Post on 13-Jul-2015

418 views

Category:

Engineering


13 download

TRANSCRIPT

Page 1: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal
Page 2: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

Personality Identity

Name : Andri Yanto Mirad

Nickname : Akang Andri

Citizen : Indonesian

Place / Birth : Bandung / January 31st, 1992

Gender : Male

Religion : Islam, Moslem

Address : Komp. Kopo Permai II blok 24C no.19

RT/RW 04/05 Kec. Dayeuhkolot

Kab. Bandung

Hobby : Adventure, Travelling

Height : 168 cm

Weight : 70 kg

Formal Education

• Student as Bachelor D-IV Program at Refrigeration and

Air Conditioning Engineering Politeknik Negeri

Bandung 2011/2015

• Graduate Vocational School Major of Refrigeration and

Air Conditioning Enginnering SMK Negeri 1 Cimahi

(STM PEMBANGUNAN BANDUNG) 2007/2010

• Graduate Junior High School of SMP Negeri 1

Margahayu – Bandung 2004/2007

• Graduate Elementary School of SD Negeri Kopo

Permai – Bandung 1998/2004

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Page 3: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

Organization Experience

• President of POLBAN ASHRAE Student Branch

2012-2013

• Member of Forum Komunikasi Mahasiswa Refrigerasi

dan Tata Udara (FKMRA Indonesia)

• Member of Asosiasi Pendingin Indonesia (API

Indonesia)

• Committee of Himpunan Mahasiswa Refrigerasi dan

Tata Udara (HMRA) Politeknik Negeri Bandung BP

2012-2013

• Member of Ikatan Keluarga Refrigerasi dan Tata Udara

(IKRA)

• Head Chairman of Graduation Ceremony POLBAN

RACE’08 2011

• Committee of OSIS SMK Negeri 1 Cimahi 2008-2009

Working Experience

• POLBAN Internship Program for 5th Semester at

PT. TAIYO SINAR RAYA TEKNIK as Contractor

Engineering Project, Bekasi 2014

• Apprenticeship at CV. JAYA MAKMUR TEKNIK as

Maintenance Technician of Botani Square Building,

Bogor 2013

• Freelance Technician for Domestic Unit 2011-2014

• Worked at PT. CITRA PERSADAMAS ENGININDO as

Contractor Drafter Project NSU Hospital, Medan 2010

• SMK Internship Program at SURYA PERMATA TEKNIK

“SHARP STATION SERVICE “ as Technician,

Bekasi 2009

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Page 4: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

Basic of Application Refrigeration System I“Proses Pengisian Refrigerant yang Optimal”

By : Andri Yanto Mirad@miradandri

Page 5: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Page 6: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

Pengisian Refrigerant yang Optimal?

Thermodynamics

Termodinamika

Fluid Mechanics

Mekanika Fluida

Heat Transfer

Perpindahan Panas

Moiller Diagram

Diagram Moiller (Ph)

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Dasar Pemahaman

Page 7: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

Dingin ????

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Page 8: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Bagaimana Supaya Bisa Dingin ?

Menghembuskan udara atau menyiramkanair hanya menghasilkan perasaan “dingin”,

tapi tak dapat membekukan.

Untuk mendapatkan dingin, kita harusberada pada lingkungan atau dekat denganbenda yang lebih rendah temperaturnya.

Page 9: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Siklus Refrigerasi Kompresi Uap

Page 10: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

DIAGRAM PEMIPAANSISTEM REFRIGERASI KOMPRESI UAP SEDERHANA

Page 11: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Contoh Aplikasi Cold Storage

Page 12: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

Satuan

Satuan SI British Convert

Tekanan (pressure) Bar (Bar) Pound Square Inch (PSI) 1 Bar = 15 PSI

Daya (power) Watt (w) Horse Power (HP) 1 HP = 745 w

Panjang (length) Meter (m) Inch (In) 1 Inch = 0.0254 m

Suhu (temperature) Kelvin (K) Celcius (°C) 1°C = 273 Kelvin

Massa (mass) Gram (gr) Pound (Lb) 1 Lb = 450 gr

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Page 13: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Diagram Moiller – P-h

• Adalah diagram yang menyatakan sifat-sifatrefrigeran/fluida.

• Jenis : bisa P-v atau T-s atau P-h

• Di lingkup Refrigerasi, penggambaran dan analisissistem lebih banyak menggunakan diagram P-h

• Untuk menentukan keadaan suatu fluida padadiagram P-h, diperlukan 2 sifat/parameter.

Page 14: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

P konstan

T konstan

h konstan

x konstan

v atau konstan

s konstan

Subcooled(Cair)

Superheated(Uap)

Mixture(Campuran cair-gas)

Page 15: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

Proses di Evaporator

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

4 1

pres

sure

enthalpy

evaporator

Page 16: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Proses di Kompresor

4

2

compressor

pres

sure

enthalpy

evaporator 1

Page 17: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Proses di Kondensor

4

condenser

pres

sure

enthalpy

evaporator 1

2

compressor

3

Page 18: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Proses di Alat Ekspansi

expansiondevice

4

3condenser

pres

sure

enthalpy

evaporator 1

2

compressor

Page 19: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

SIKLUS SISTEM REFRIGERASI

4

3 2

1

Page 20: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

SIKLUS REFRIGERASI

• 1 - 2 …Kerja kompresi. (W) = h2-h1

• 2 - 3 …Kondensasi. (Qc) = h2-h3

• 3 - 4 …Ekspansi. h3=h4

• 4 - 1 …Evaporasi. (Qe) = h1-h4

Prestasi kerja mesin (Coeficient of Performance)

COP actual = Efek refrigerasi/ kerja kompresi

= Qe / W

Page 21: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Kinerja Sistem

Compressor

W

12Evaporator

Qe

Refrigeran Cair Refrigeran Uap

P/T

Te

Te < T kabin

34

Condenser

Qc

P/T

Refrigeran UapRefrigeran Cair Tk

Tk > T Lingkungan

1

Throttling Device

1

Compressor

W

Compressor

W

CompressorCompressor

W

12Evaporator

Qe

Refrigeran Cair Refrigeran Uap

P/T

Te

Te < T kabin

12Evaporator

Qe

Evaporator

Qe

Refrigeran Cair Refrigeran Uap

P/TP/T

Te

Te < T kabin

34

Condenser

Qc

P/T

Refrigeran UapRefrigeran Cair Tk

Tk > T Lingkungan

34

Condenser

Qc

Condenser

Qc

P/TP/T

Refrigeran UapRefrigeran Cair Tk

Tk > T Lingkungan

1

Throttling Device

11

Throttling DeviceThrottling Device

1

kerja sebagaidigunakan yang energi

tkan termanfaaEnergi COP

12

41

12

41

hh

hh

hhmqm

hhmqm

W

QCOP

w

ee

WQQ ek

Page 22: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Contoh 1 :

• Diketahui Sistem Refrigerasi dengan R-22 bertekanankerja sebagai berikut :

Ps = 5 bar dan Pd = 16 bar

Tentukan Koefisien prestasinya (COPactual) !

Catatan : Tekanan terukur biasanya berupa tekanan gauge.

Page 23: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Jawab :

Didapat :

•h1= 409 kJ/kg

•h2= 435 kJ/kg

•h3= h4 =254 kJ/kg

96,5

/409435

/254409

12

41

COP

kgkJ

kgkJ

hh

hhCOP

h2h1h3 = h4

Page 24: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Contoh 2 :

• Diketahui Sistem Refrigerasi dengan refrigeranR134a bertekanan kerja :

Ps = 0,5 bar dan Pd = 9 bar

Tentukan Koefisien prestasinya (COP) !

Catatan : Tekanan terukur biasanya berupa tekanan gauge.

Page 25: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Page 26: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Hasil perhitunganTemperatur evaporasi [°C] = -17.17

Temperatur kondensasi [°C] = 39.39

Dari Gambar diperoleh : h1 = 387,0 kJ/kgh2 = 426,3 kJ/kg

h3 = h4 = 255.3 kJ/kg

Dihitungqe [kJ/kg] = 131.749qc [kJ/kg] = 171.058w [kJ/kg] = 39.309COP [-] = 3.35Pressure ratio [-] = 6.667

Dengan kapasitas pendinginan Qe = 1.500 kW

Kalor dilepaskan di Kondensor, Qc = 1.948 kW

Kerja dilakukan kompresor, W = 0.448 kW

Laju aliran sirkulasi masa refrigeran dalam sistem ṁ = 0.01138525 kg/s

Page 27: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

Typical COP Berdasarkan Mesin Refrigerasi

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Page 28: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

COP Maksimum (COP Carnot)

• Pengertian

Yaitu nilai maksimal prestasi yang dihasilkan oleh sistem dan dihitungberdasarkan perbedaan temperatur tertinggi dan temperatur terendahpada sistem tersebut.

Satuan T : Kelvin

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Page 29: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

Contoh 3 :

• Diketahui Sistem Refrigerasi memiliki data temperatur sebagaiberikut :

T. Evaporasi = -17°C

T.Kondensasi = 39°C

Tentukan Koefisien prestasinya (COPcarnot) !

Catatan : Temperatur dikonversi menjadi Kelvin

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Page 30: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

• Jawab :−17°C + 273 𝐾

39°C + 273 𝐾 − −17°C + 273 𝐾

256

312 − 256

COPcarnot = 4.57

COP actual = 3.35

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Page 31: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Pemvakuman Sistem

Page 32: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Pemvakuman Sistem

Page 33: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Pemvakuman• Vacuum (hampa) adalah proses tahapan perbaikan pada sistem

kompresi uap sebelum dilakukannya tahap pengisian fluidarefrigerant.

• Tujuan :

- Menghilangkan non-condensable gas yang ada dalam sistempemipaan yang dapat mengganggu kelancaran sistem (diantaranyaH2O/uap air dsb.)

- Menurunkan titik didih refrigeran. sehingga akibatnya akan dapatmeningkatkan kemampuan evaporator menyerap kalor dari produkyang didinginkan

- Tekanan kerja akan optimal, sehingga energi yang digunakan olehsistem relatif efisien.

Page 34: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Kinerja Sistem yang Divakum Kinerja Sistem tanpa Divakum

Page 35: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Pengisian Refrigerant

Page 36: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Pengisian Refrigerant yang Benar

• Setelah tahap pemvakuman yang benar, proses selanjutnya adalahpengisian refrigerant ke dalam sistem. Ketentuan pengisian refrigerant yang benar adalah :

Berdasarkan name-plate yang tertera pada kompressor. (Massa dan Aruslistrik sesuai dengan spesifikasinya).

Berdasarkan tekanan kerjanya (umumnya kondensing temperaturdirancang berkisar 42oC atau berkisar 10oC lebih tinggi dari lingkungan.

Proses pengisian harus dilakukan secara bertahap.

Apabila sistem diisi berlebihan maka tekanan discharge akannaik…akibatnya tekanan suctionya juga naik…akibatnya evaporator tidakdingin dsb.

Page 37: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

Name plate?

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Page 38: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014= Qe (Evaporasi) = W (Kompresi) = Qc (Kondensasi) = (Ekspansi)

10 Bar

3 Bar

High Pressure = 10 Bar Absolut Low Pressure = 3 Bar Absolut

High Pressure = 9 Bar Gauge Low Pressure = 2 Bar Gauge 35°C -10°C

Page 39: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Low Pressure(R134a)- Diagram Ph = 3 Bar (Absolut)- Measurements = 2 Bar (Gauge)

2 Bar = ± (-14°C)

High Pressure (R134a)- Diagram Ph = 10 Bar (Absolut)- Measurements = 9 Bar (Gauge)

9 Bar = ± (38°C)

Page 40: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Kinerja Sistem Ideal Kinerja Sistem Overcharging

Masalah Kelebihan Refrigerant?

Page 41: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

Question & Answer Session

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Page 42: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014

Refrigeration Utilities Software

Free Software for Your Easy Calculate

Page 43: Proses Pengisian (charging) Refrigerant yang Optimal

ASBPOLBAN/ANDRI/2014