bab 4 pemilihan alat dan analisa
Post on 22-Jan-2023
1 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Tugas Besar Merancang Teknik Refrigerasi
BAB 4
PEMILIHAN ALAT dan ANALISA
4.1 Rancang Ulang Komponen Refrigerasi
Sistem refrigerasi pada cold storage PT Belfoods menggunakan
dua unit condensing dengan multi evaporator (5 buah
evaporator) dan terdapat empat kompresor masing – masing dua
buah kompresor menuju satu condensing unit. Kemudian di
sebar ke lima evaporator atau dengan kata lain menggunakan
sistem percabangan atau split. Setelah menghitung cooling
load kemudian memilih kompresor terlebih dahulu untuk
menentukan kapasitas kompresor, dan sitem kerja dari
kopresor agar lebih awet. Kemudian memilih evaporator dengan
menentukan besaran kapasitas seseaui kapasitan maksimum dari
cooling load. Menetukan kondesor yang akan digunakan dengan
melihat data teknikal spesifikasi dari kompresor yang
digunakan, setelah itu melukan pemilihan aksesoris lainnya.
4.2 Kompresor
Kompresor yang digunakan di PT Belfoods menggunakan 4 buah
kompresor semi hermetic screw 70 pk yang disusun secara
parallel dengan refrigerant R-22.
Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia 28
Tugas Besar Merancang Teknik Refrigerasi
Gambar 3. Kompresor
Menentukan kompresor yang tepat evaporator SST dengan nilai
evaporator terkecil di sistem yaitu -25 0C dan nilai
kondensor 45 0C. Maka didapat spesifikasi kompresor sebagai
berikut:
Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia 29
Tugas Besar Merancang Teknik Refrigerasi
Kompresor dengan cooling capacity sebesar 62,2 kW sebanyak 3
buah dengan total Cooling capacity 186,6 kW. Total Daya
Power input 117 kW dan Condesing Capcity Total 248,7 kW.
Penggunaan Kompresor dilakukan pengabungan (split) dan
dengan pengunaan 2 kompresor aktif dengan total cooling
capacity 124,4 kW untuk memenuhi cooling load average
Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia 30
Tugas Besar Merancang Teknik Refrigerasi
sebesar 118,65 kW. Dan penggunaan 3 kompressor bisa
memaksimalkan umur kompresor dengan melakukan penjadwalan
penggunaan kompresor.
Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia 31
Tugas Besar Merancang Teknik Refrigerasi
4.3 Evaporator
Sebelum memilih evaporator, kita harus menghitung beban yang
ada di cold storage. Setelah mendapat nilai cooling load
maka kita masukkan nilainya dan menentukan air inlet
sehingga nilai air inlet dan air outlet mendapat nilai rata-
rata nilai temperature ruangan yang diinginkan. Kita
menggunakan software Guntner.
Dari perhitungan beban produk di BAB 3 dapat kita peroleh:
QTotal=Qtransmision+Qinfiltrasi+QProduk(650ton)+Qauxiliary(max.)
= 35,198 kW + (6,991 kW + 3,687 kW) + 50,001 kW +
41,92 kW
= 137,787 kW (at peak/maksimum condition)
QTotal=Qtransmision+Qinfiltrasi+QProduk(450ton)+Qauxiliary(avgerage)
= 35,198 kW + (6,991 kW + 3,687 kW) + 50,001 kW +
22,78 kW
= 118,647 kW (at average condition)
QSafety Factor = 5% x 137,787 kW
= 6,8894 kW
Sehingga beban total yang harus diatasi oleh mesin menjadi:
Q total maksimum = 137,787 kW + 6,8894 kW = 144,676 kW
Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia 33
Tugas Besar Merancang Teknik Refrigerasi
Kita gunakan evaporator split lima buah denga masing –
masing kapasitas cooling 30 kW dengan total minimal 150 kW
kapasitas evaporasi, untuk memberikan kelonggaran penggunaan
karena kapasitas kompresor yang terpasang total (3 buah)
adalah 186,6 kW. Menggunakan elektrik defrost (asumsi power
elektrik defrost di kisaran 16,8 – 22 kW), dengan ketebalan
frost (ice) 1 mm, suhu evaporator -25°C dengan Supeheating 5
Kelvin. Suhu kondensor 45°C dengan Economizer subcool hingga
5,5°C (39,5 K), dan suhu udara inlet sebesar -18°C.
Kemudian lakukan unit selection untuk memilih evaporator
dengan berbagai pilihan.
Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia 34
Tugas Besar Merancang Teknik Refrigerasi
4.4 Kondensor
Untuk pemilihan kondensor menggunakan software Guntner.
Dengan memasukkan nilai condensing capacity dari kompresor,
dan dengan memasukkan nilai condensing temperature dapat
kita cari kondensor yang sesuai. Kondensor juga dipengaruhi
oleh nilai kondensing temperatur desain. Kondesing kapasitas
minimal disesuakan dengan penggunaan kompresor, dalam spec
kompresor kapasitas kondensing sebesar 82,9 kW per
kompresor. Dalam penggunaan normal, 2 kompresor di aktifkan
sehingga dibutuhkan 165,8 kW kapasitas kondesing. Untuk bisa
memaksimalkan 3 kompresor yang aktif dibutuhkan kapasitas
kondensasi sebesar 248,7 kW. Agar optimal kapasitas
kondesing terpasnga haru 200 kW, untuk mengatisipasi
penggunaan 3 kompresor sekaligus.
Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia 37
Tugas Besar Merancang Teknik Refrigerasi
4.5 Sistem Perpipaan
Liquid Pipe (dari kondensing unit menuju katup ekspansi)
Diameter pipa outlet/inlet kondesing diameter dalam 64 mm ;
diameter luar 66,5 mm. Diameter discharge dari kompresor 42
mm. Panjang perpipaan dari kondesing unit menuju ke katup
ekspansi/evaporator bervariasi, dari yang paling jauh 60
meter hingga 20 meter, sebelum di distribusikan ke
evaporator.
Penurunan tekanan (pressure drop) hanya 0,3 kPa dengan
penempatan perpipaan diatas langit – langit cold storage (di
luar cold storage) dengan suhu lingkungannya berkisar di
34°C (afternoon), sehingga dibutuhkan insulasi setebal 20 mm
untuk mengurangi kenaikan suhu pada liquid line. Pada saat
Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia 41
Tugas Besar Merancang Teknik Refrigerasi
liquid line keluar sudah terlebih dahulu masuk ke economizer
sehingga suhu subcool nya mencapi 5,7°C, lebih rendah dari
suhu lingkungan.
Gas Pipe (dari evaporator unit menuju ke kompresor unit)
Intake socket untuk evaporator berdiameter dalam 54 mm dan
dia luar 56 mm. Dengan diameter suction line dari kompresor
54 mm. Panjang perpipaan 60 meter.
Sistem perpipaan gas yang berasal dari evaporator menuju
kompresor sepanjang 60 meter lebih banyak berada di dalam
cold storage untuk mengurangi penurunan suhu yang
diakibatkan perbendaan temperatur dan juga mengurangi
Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia 42
Tugas Besar Merancang Teknik Refrigerasi
insulation thickness (ketebalan insulasi), disini kami
menggunakan armaflex dengan tebal 10 mm. Dengan metode ini
suhu pada suction line bisa digunakan untuk heat exchanger
sebagai economizer. Untuk pipe diameter digunakan yang
ukurannya cukup besar untuk mengurangi pressure drop pada
perpipaan yang cukup panjang, sebagai perbandingan jika
menggunakan diameter 54 mm, pressure drop bisa sampai 76
kPa, diameter 66,7 mm pressure drop 26 kPa.
4.6 Katup Ekspansi
Expansion valve dapat diperoleh dari distributor pressure
drop dari setiap evporator. Tipe TXV dapat diperoleh dari
range kapasitas evaporator dan range temperatur desain
evaporator. Expansion valve juga ditentukan oleh nilai
kondensing temperatur. Parameter yang didapat
dikalkulasikan ke dalam software danfoss. Dan data yang
didapat ialah sebagai berikut :
Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia 43
Tugas Besar Merancang Teknik Refrigerasi
4.7 Solenoid Valve
Solenoid Valve dipasang pada sistem refrigerasi pada
suction kompresor dengan tujuan untuk mencegah refrigeran
cair masuk kompresor, selain itu juga dapat menahan aliran
refrigeran pada saat kompresor rusak (pump down). Solenoid
valve dipengaruhi oleh kapasitas pendinginan, temperatur
evaporator dan temperatur kondensor. Dari parameter diatas
kita masukkan ke dalam software danfoss, dan didapat data
sebagai berikut:
Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia 45
Tugas Besar Merancang Teknik Refrigerasi
4.8 Pressure Control
Dalam pemilihan pressure kontrol kita mengambil Pressure
LP/HP dari technical data kompresor, dengan tujuan
mengamankan kompresor maka kita pilih tekanan tinggi untuk
dikontrol. Dengan parameter yang ada kita dapat peroleh:
Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia 47
Tugas Besar Merancang Teknik Refrigerasi
4.9 Check Valve
Check Valve dipasang untuk mencegah aliran balik, karena
pemasangan evaporator secara paralel sehingga di butuhkan
check valve angelway (sudut tiga) dan aplikasinya pad hot
gas setelah keluar evaporator. Menggunakan tipe yang NRVH
karena juga suitable dengan pemasangn pada discharge line
pada kompresor yang paralel. Software yang digunakan dalam
pemilihan Check Valve adalah Danfos, dan diperoleh hasil
sebagai berikut:
Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia 49
Tugas Besar Merancang Teknik Refrigerasi
Untuk Hot Gas Line
Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia 50
Tugas Besar Merancang Teknik Refrigerasi
Untuk Liquid Line
Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia 52
Tugas Besar Merancang Teknik Refrigerasi
4.10 Filter Drier
Dalam pemilihan filter drier di pengaruhi dari beban total
evaporator dan system charge refrigeran yang kita peroleh
dari technical data kompresor, dari software danfoss dapat
kita peroleh:
Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia 53
top related