ANALISIS PENAMBAHAN REKUPERATOR PADA ORGANIC RANKINE CYCLE MENGGUNAKAN PANAS BUANG MESIN DIESEL

MUHAMMAD FARIS AZIZ, Dr.–Ing Sihana

2014 | Skripsi | FISIKA TEKNIK

Mesin diesel hanya memiliki nilai efisiensi 30% - 40% dan sebagian besar energinya dibuang ke lingkungan sebagai panas buang. Organic Rankine Cycle (ORC) mengkonversi sumber panas bertemperatur rendah dengan menggunakan refrigeran hidrokarbon sebagai fluida kerja menjadi energi listrik. Dalam rangkaian ORC terdapat peralatan dapat digunakan untuk memanfaatkan kembali limbah panas yaitu rekuperator. Dalam penelitian ini, penulis memodelkan siklus ORC dengan panas buang mesin diesel menggunakan software Cycletempo. Penelitian dilakukan dengan membandingkan efisiensi yang didapatkan sistem ketika menggunakan fluida kerja R134a, R245ca, dan R245fa. Ketiga fluida kerja tersebut juga dibandingkan dalam sistem ORC tanpa menggunakan rekuperator dan dengan tambahan rekuperator. Dari hasil penelitian ini didapatkan bahwa rekuperator menaikkan efisiensi siklus dari ketiga fluida kerja. Temperatur inlet evaporator pada sistem dengan rekuperator lebih tinggi daripada sistem tanpa rekuperator. Selain itu, laju aliran massa pada sistem dengan rekuperator lebih rendah dari sistem tanpa rekuperator. Fluida kerja yang menghasilkan efisiensi siklus tertinggi adalah R245ca dengan nilai efisiensi 18,99%, naik sebesar 9,03% jika dibandingkan dengan sistem tanpa rekuperator yang bernilai 9,96%.

Diesel engine’s efficiency rating is only about 30% - 40% and the rest of the energy released as waste heat. Organic Rankine Cycle (ORC) is used to recover waste heat from diesel engine so the system can produce additional electricity thus increase in efficiency. In ORC there is an equipment that can be used to recover heat from turbine, called recuperator. In this study, the model of ORC was made using Cycle-Tempo. The study was conducted by comparing the efficiency of the system obtained when using R134a, R245ca, and R245fa as working fluid. These working fluids were compared in the system with recuperator and without recuperator. The results found that recuperator increase the efficiency of all working fluids. Evaporator inlet temperature is increased if recuperator added in the system. In addition, mass flow rate in the system with recuperator is lower than in the system without recuperator. Working fluid that produces highest cycle efficiency is R245ca in the system with recuperator with the efficiency rate of 18.99%, has increased 9.03% when compared if R245ca is used in the system without recuperator (9.96%).

Kata Kunci : Mesin diesel, Organic Rankine Cycle (ORC), R134a, R245ca, R-245fa, rekuperator, Cycle-Tempo