Perancangan Awal Evaporator untuk Sistem Heat Pump Water Heater dengan Memanfaatkan Kalor Buang dari Air Conditioner

Chantika Raudya Pratiwi, Dr.-Ing. Sihana; Ir. Kutut Suryopratomo, M.T., M.Sc.

2019 | Skripsi | S1 TEKNIK FISIKA

Rumah tangga merupakan sektor pengguna energi listrik yang paling besar. Penggunaan AC sebagai sistem pengondisian udara dalam ruangan memerlukan energi sebesar 70% dari konsumsi energi listrik total pada bangunan. Salah satu cara untuk mengurangi penggunaan listrik pada sektor rumah tangga adalah dengan menggantikan penggunaan electric water heater dalam pemenuhan ketersediaan air panas dengan sistem heat pump water heater (HPWH). Kalor buang dari sistem pengkondisian udara seperti AC dapat mencapai sekitar 75,15 derajat Celsius sehingga dapat dimanfaatkan kembali sebagai sumber energi termal untuk memanaskan air sampai dengan suhu 60 derajat Celsius. Sistem HPWH dapat dirancang dari komponen-komponen yang ada pada AC dan penukar kalor tambahan. Penelitian ini berfokus pada pemodelan sistem HPWH dengan ruangan kamar kos berukuran 3 m x 4 m x 3 m sebagai objek untuk perhitungan nilai beban pendinginan menggunakan metode CLTD/SCL/CLF dan perancangan evaporator untuk sistem HPWH yang telah dimodelkan. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa sistem HPWH dapat memenuhi kebutuhan air panas menggunakan kalor buang sebesar 2,51 kW. Evaporator yang dirancang merupakan evaporator tabung-sirip dengan sirip lingkaran dan tabung tersusun secara in-line. Evaporator terdiri dari tiga baris dan dua kolom tabung-sirip 7 FPI dan memiliki dimensi 0,18 m x 0,12 m x 0,732 m.

The household sector is the biggest electricity consumer. The usage of an AC as a room air conditioning system needs 70% of the total electricity consumption for a building. One way to minimize the electricity consumption is to substitute the usage of an electric water heater in the need of hot water fulfillment with a heat pump water heater system. AC waste heat temperature is estimated to reach 75.15 degree Celsius so it can serve as a thermal energy source to raise water temperature until it hits 60 degree Celsius. Heat pump water heater system can be installed of AC components and an additional heat exchanger. The research in this paper is mainly focused on the heat pump water heater system model with a 3 m x 4 m x 3 m sized room as an object for cooling load measurement using CLTD/SCL/CLF method and evaporator design for the modelled heat pump water heater system. The results from this research show that the heat pump water heater system is able to meet the fulfillment of the needed hot water with 2.51 kW of waste heat. Evaporator design in the system is a finned-tube type with circular fins and in-line arrangement layout. The evaporator is constructed of three rows and two columns of 7 FPI finned-tubes and has a volume of 0,18 m x 0,12 m x 0,732 m.

Kata Kunci : kapasitas refrigerasi, HPWH, kalor buang, evaporator