Design Dan Studi Eksperimental Mesin Refrigerasi Siklis Joule-Thomson Menggunakan Refrigerasi Campuran

Ade Suryatman Margana, Dr. Ir. Suhanan DEA.

2010 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Mesin refrigerasi siklus Joule-Thomson menggunakan refrigeran campuran memiliki keuntungan-keuntungan dibandingkan dengan sistem pendingin yang lain. Sistemnya memiliki efisiensi yang baik dan dan tersusun lebih rapat. Tekanan kerjanya antara 1 3 bar pada tekanan rendah dan 15-20 bar pada tekanan tinggi, hal ini memungkinkan menggunakan kompresor refrigerasi kompresi uap (R22) dan juga memungkinkan menggunakan bahan sistem refrigerasi biasa seperti pipa tembaga untuk penukar kalor. Pada penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, refrigeran yang digunakan adalah campuran gas seperti nitrogen, metana, etana, propane dan iso-butana. Pada penelitian ini refrigeran yang digunakan adalah campuran propana, etana dan nitrogen. Berdasarkan pengujian yang dilakukan temperatur evaporasi terendah yang dapat dicapai adalah -92oC dengan komposisi propana 76 %, etana 17 % dan nitrogen 7 %. Penambahan nitrogen akan menyebabkan menaikkan tekanan dan temperatur suction, tekanan dan temperatur discharge. COP dari campuran tersebut adalah 1,3599 dengan effisiensi sebesar 90,16 %. Kecepatan pencapaian temperatur evaporator relatif lebih cepat, yaitu sekitar -13,3 oC per menit, sehingga memiliki potensi untuk dijadikan mesin pendinginan cepat (fast cool-down).

Mixed refrigerant Joule-thomson cycle refrigeration machine has advantages compared with the other refrigeration machine. The system has better efficiency and the system is compact. The working pressure between 1-3 bar at low pressure side and15-20 at higt pressure side, so this system has a possibility to used the vapor compression refrigeration cycle compressor (R22) and the low pressures also allow to use regular refrigeration materials suchs as copper tube for heat exchanger. In The research that has been done before, the used of refrigerant is mixed refrigerant such as nitrogent, methane, ethane, propane and iso-butane. Based on experiment the lowest evaporation temperature can be reaches is -92 oC with the composition propane 76%, ethane 17 % and nitrogent 7 %. Increasing of nitrogent concentration can caused increase discharge pressure and discharge temperature also increase suction pressure and suction temperature. COP from this mixed refrigerant is 90,16 % and the efficiency 1,3599. The rate of reaching evaporating was -13,3 oC/minute, in this case system can be used for fast cooled-down refrigeration system

Kata Kunci : Joule-Thomson, propana, etana, nitrogen, COP, effisiensi