bab 4 pemilihan alat dan analisa

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


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:



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



sebesar 118,65 kW. Dan penggunaan 3 kompressor bisa

memaksimalkan umur kompresor dengan melakukan penjadwalan

penggunaan kompresor.



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



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.



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.



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



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



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 :



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:



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:



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:



Untuk Hot Gas Line



Untuk Liquid Line



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:



4.11 Oil Separator

Dalam Pemilihan Oil Separator dapat kita peroleh langsung

saat pemilihan kompresor.


bab 4 pemilihan alat dan analisa

Documents