STUDI EKSPERIMENTAL MESIN REFRIGERASI SISTEM ABSORPSI (H20-LiBr) YANG MEMANFAATKAN DUA SUMBER AIR PANAS DENGAN TEMPERATUR BERBEDA

Reyhan Kiay Demak, Dr. Ir. Suhanan, DEA.

2013 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Refrigerasi sistem absorpsi merupakan sebuah sistem refrigerasi yang digerakkan oleh panas sehingga kinerja dari sistem ini sangat bergantung dari sumber panas yang tersedia. Indonesia mempunyai banyak lokasi panas bumi yang memiliki beberapa sumber mata air panas, terkadang debit air panas dengan temperatur tinggi yang tersedia di lokasi panas bumi tidak cukup besar, sedangkan di lokasi tersebut terdapat juga mata air panas lain dengan temperatur yang lebih rendah dan cukup potensial untuk menjalankan mesin refrigerasi sistem absorpsi. Oleh karena itu dalam penelitian ini dilakukan eksperimen dengan memanfaatkan dua sumber air panas dengan temperatur bebeda, sumber air panas sekunder (temperatur sedang) dimanfaatkan untuk memanaskan solution preheater dan sumber air panas primer (temperatur tinggi) digunakan untuk memanaskan generator. Pada penelitian ini dilakukan perbandingan kinerja sistem refrigerasi dengan penambahan solution preheater dan tanpa solution preheater. Penelitian menggunakan sebuah sistem refrigerasi siklus absorpsi dengan pasangan refrigeran - absorben H20–LiBr dengan konsetrasi 48% dan memanfaatkan dua sumber air panas dengan temperatur berbeda. Sumber air panas primer untuk memanaskan generator dengan variasi temperatur 75oC – 85oC dan sumber air panas sekunder dengan variasi temperatur 55oC - 70oC. Sumber air panas sekunder memanaskan weak solution yang melewati sebuah single pass annulus heat exchanger yang berfungsi sebagai solution preheater. Eksperimen ini menggunakan tiga jenis solution preheater dengan variasi luas SPH 0.0238m2, 0.0298m2 dan 0.0358m2. Percobaan ini menitikberatkan pada variasi penggunaan solution preheter terhadap kinerja generator, solution preheter dan kondensor sampai menghasilkan cairan refrigeran, sedangkan analisis pada bagian evaporator dan absorber dilakukan dengan mengambil beberapa asumsi. Hasil pengujian menunjukan bahwa penggunaan solution preheater dapat meningkatkan jumlah refrigeran yang diproduksi dalam generator (mref), Pada pengujian dengan temperatur air panas yang masuk solution preheater 65oC dan 70oC menunjukan peningkatan signifikan terhadap produski refrigeran (mref) dengan peningkatan sebanyak 19% – 35% . Peningkatan laju aliran massa refrigeran (mref) mempengaruhi peningkatan beban kalor pada komponen-komponen lain seperti evaporator, generator, evaporator dan absorber, akan tetapi COP pada pengujian dengan solution preheater justru menurun seiring dengan naiknya temperatur pengujian solution preheater, dan COP tanpa penggunaan solution preheater lebih tinggi daripada COP dengan penggunaan solution preheater

Absorption refrigeration systems are primarily heat-operated cycles in which this system is depending on the availability of heat sources. Indonesia has a lot of geothermal hot spring which can be used to operate absorption refrigeration system, sometimes in a geothermal site there are some hot spring in high temperature but low of flow rate, but in the other side there is another hot spring in medium temperature and lot of flow rate. Therefore in this research the experiment is conducting by using two hot water sources in different temperature, the secondary hot water sources in medium temperature is used to heat the solution preheater and the primary hot water sources in high temperature is used to heat the generator. In this research the result is compared between the system with solution preheater utilization and without solution preheater utilization. This experiment is using water and lithium bromide in 48% concentration as refrigerant and absorbent pair. The primary hot water source temperature variation between 75oC – 85oC, and the secondary hot water sources has temperature variation between 55oC – 70oC, the secondary hot water source is used to heat up the weak solution which pass through a single pass annulus heat exchanger which is functioning as solution preheater, this experiment is using three variation of solution preheater area 0.0238m2, 0.0298m2 and 0.0358m2. The experiment is focusing on the variations of solution preheater utilization concerning to the performance of generator, solution preheater and condenser until the production of refrigerant from condenser. And the analysis of evaporator and absorber performances is doing by taking several assumptions. The result shows that solution preheater utilization can increasing the refrigerant flow rate (mref) from generator, the experiment at 65oC and 70oC solution preheater hot water inlet temperature shows significant increasing in refrigerant production as much 19-35 percent. The increase of refrigerant flow rate affected the increasing performance of evaporator, generator, condenser and absorber. But then the coefficient of performance (COP) from the experiment which uses solution preheater is lower than the experiment without solution preheater utilization.

Kata Kunci : Refrigerasi siklus absorpsi, H20 – LiBr, Geothermal, Solution Preheater