Pengaruh Modifikasi Heat Exchanger Tipe Concentric Tube Terhadap Performance Sistem Refrigerasi Cascade

Abstract

Dalam beberapa bidang industri seperti pengawetan makanan, perminyakan, pengolahan bahan-bahan kimia dan pendinginan setempat (spot cooling) pada industri baja dibutuhkan kondisi ruangan yang sangat rendah berkisar antara -30°C hingga -60°C. Maka dari itu digunakanlah sistem refrigerasi cascade yang disusun atas dua stage yaitu high dan low. Dimana kedua stage ini digabungkan menjadi satu oleh sebuah heat exchanger yang melakukan perpindahan kalor dari kondensor low stage menuju evaporator high stage. pada penelitian terdahulu alat penukar panas yang digunakan yaitu alat penukar panas tipe concentric tube masih menunjukan performa yang belum baik kepada sistem refrigerasi cascade. Penelitian dilakukan dengan memodifikasi alat penukar panas dan menganalisa performa sistem setelah dilakukannya modifikasi penambahan panjang pada alat penukar panas, dengan fluida kerja refrigeran Musicool-22 di High Stage dan R-404A di Low Stage. Setelah perancangan alat selesai, dilakukan eksperimen pada sistem tersebut dengan variasi beban pendinginan menggunakan electric heater di evaporator Low Stage sebesar 0 (tanpa beban), 6, 16, 40, 60, dan 98 Watt.. Hasil dari studi eksperimen ini menunjukkan nilai-nilai optimum yang didapatkan yaitu pada pembebanan 60 Watt dengan Q_evap = 0,599 kW, COPcascade = 0,968 dan temperatur di dalam cooling box sebesar -30,1°C serta nilai-nilai maksimum dari performa sistem refrigerasi cascade pada beban 98 Watt yaitu kapasitas pendinginan maksimum pada sistem Low Stage adalah 0,60654 kW, kerja maksimum kompresor pada sistem High Stage 0,1711 kW dan Low Stage 0,4432 kW, nilai COP cascade maksimum 0,9969, efek refrigerasi maksimum pada Low Stage 137,85 kJ/kg, HRR maksimum pada Low Stage 1,731. Kemudian diperoleh nilai effectiveness cascade heat exchanger tertinggi 0,922 dan terendah 0,912 serta nilai NTU tertinggi 7,1800 dan terendah 6,4121.

CC Licencing

Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).