BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penelitian Terdahulu 2.1.1 A. Zohar, dkk (2005) – The Influence of Diffusion Absorption Refrigeration Cycle Configuration on The Performance Zohar dkk., melakukan sebuah penelitian tentang diffusion absorption refrigeration cycle mereka melakukan penelitian dengan melakukan perubahan konstruksi pada evaporatornya dan membandingkan performansi kedua sistem tersebut. i
(a)
(b)
Gambar 2.1 (a) Skema sistem DAR 1 (b) Skema sistem DAR 2
5
6
(a)
(b) Gambar 2.2 T-s Diagram (a) DAR 1 (b) DAR 2 Pada T-s diagram untuk DAR 2 berbeda dengan siklus refrigerasi kompresi uap yaitu terletak pada langkah kompresi, dimana pada sistem DAR 2 di titik 5b tidak kembali ke titik di tekanan 25bar. Untuk titk 4c ke 5b juga berbeda dengan siklus
7 refrigerasi kompresi uap, dimana tidak seperti evaporator biasanya yang bekerja secara isobarik, tekanan di outlet evaporator mengalami peningkatan. Hal ini dikarenakan adanya gas hidrogen yang bercampur dengan R22 sejak awal R22 masuk kedalam evaporator. Saat memasuki evaporator, R22 dalam bentuk liquid memiliki tekanan parsial sendiri demikian pula gas hidrogen. Dengan semakin menguapnya R22 hingga outlet evaporator, tekanan parsial uap R22 semakin besar sedangkan tekanan parsial liquidnya semakin kecil dan ketika semua R22 menguap maka hanya ada tekanan uap R22 yang bekerja. Namun karena didalam evaporator juga terdapat gas hidrogen maka uap R22 harus berdesakan dengan gas hidrogen di dalam volume yang sama. Hal ini lah yang mengakibatkan tekanan parsial R22 meningkat. Uap R22 yang memiliki densitas lebih besar dengan mudah mendesak gas hidrogen, namun tekanan parsial hidrogen tidak berubah karena didalam evaporator gas hidrogen hanya memenuhi volume kosong. Berdasarkan hasil analisa didapatkan bahwa COP dari sistem DAR 2 lebih besar antara 14-20% daripada DAR 1, namun DAR 1 dapat memberikan temperature pendinginan yang lebih rendah. Dalam hasil penelitian direkomendasikan konsentrasi refrigerant untuk larutan kaya optimum antara 0.3 – 0.4, sedangkan konsentrasi untuk larutan lemah 0.1. 2.1.2 J. Chen, dkk (1996) - Performance Enhancement of A Diffusion Absorption Refrigerator Chen, dkk. melakukan penelitian tentang upaya peningkatan COP pada sebuah refrigerator absorpsi difusi menggunakan pasangan refrigerant amonia-air dengan hidrogen sebagai gas inert. Konsentrasi amonia adalah 30% pada strong solution. Penelitian melakukan perubahan konstruksi generator. Dari hasil analisa menunjukkan bahwa siklus DAR dengan perubahan konstruksi generator mengalami peningkatan performansi hingga 50% dengan kapasitas pendinginan yang sama. Kapasitas
8 pendinginan juga meningkat dengan naiknya input power generator. Dengan modifikasi generator, perubahan kapasitas pendinginan meningkat secara linier seiring dengan meningkatnya input power. Disamping itu, input power minimal bisa jauh lebih rendah dibanding sebelum melakukan modifikasi. 2.1.3 Peningkatan Performa Unit Pendingin DAR dengan Modifikasi Evaporator dan Generator (2012) oleh Grandis Fery Rochmadi Grandis melakukan penelitian dengan membuat dan memodifikasi evaporator dan generator sistem DAR dan menggunakan pasangan refrigeran R22-DMF serta hidrogen sebagai gas inert. Bahan yang digunakan untuk sistem adalah tembaga. Eksperimen diperoleh dari penelitian tersebut yakni hasil laju pendinginan (Qevap) = 57,141 Watt, COP sebesar 0,5084 – 0,6557 dan efisiensi generator (η) = 71,01%. Selain itu juga, bahwa kemampuan generator menyerap panas memiliki pengaruh yang besar terhadap performasi sistem DAR. Sistem DAR 1 yang dimodifikasi cenderung memiliki performasi lebih baik dari pada sebelum dimodifikasi. Circulation ratio yang rendah menunjukkan sistem pendinginan yang lebih efisien.
9
Gambar 2.3 Sistem DAR dengan modifikasi Evaporator dan Generator 2.1.4
Studi Eksperimental Penggunaan Refrigeran– Absorben (R22-DMF) pada Performansi Siklus Refrigerasi Absorpsi Diffusi (2008) oleh I Nengah I Nengah melakukan studi eksperimental terhadap berbagai konsentrasi R22-DMF pada prototype mesin pendingin siklus pendingin absorpsi difusi seperti ditunjukan pada Gambar 2.6. Variasi konsentrasi massa R22 terlarut didalam DMF yang digunakan pada penelitian tersebut adalah mulai dari 0,5 hingga 0.8. Selain itu juga diberikan variasi daya panas pada generator mulai tegangan 140 Volt hingga 230 Volt. Hasil yang didapatkan pada penelitian ini adalah COP sistem sangat sensitif terhadap perubahan konsentrasi larutan dan perubahan daya masukan ke generator. Didapatkan juga
10 konsentrasi optimum R22 yang masuk ke sistem adalah 0,7 – 0,8 dimana akan menghasilkan COP terbesar yaitu 0,15 pada daya masukan generator 229,2 watt dan Cooling Rate terbesar sekitar 54,5 watt pada daya masukan sebesar 410 watt. 2.2 Dasar Teori 2.2.1 Refrigerasi Absorpsi Pengertian absorpsi berdasarkan ilmu kimia adalah suatu fenomena fisika/kimia atau proses atom, molekul, dan ion memasuki suatu fase besar gas, cair, atau padat. Dalam aplikasinya, proses absorpsi biasanya digunakan dalam teknologi refrigerasi, teknologi proses pembuatan formalin, proses pembuatan asam nitrat. Refrigerasi absorpsi sendiri menggunakan energy termal dalam siklus kerjanya, berbeda dengan refrigeasi kompresi uap yang mengunakan energy mekanik untuk mengkompresikan refrigerant, bahkan energy mekanik yang digunakan dalam refrigerasi absorpsi sangat kecil. Siklus refrigerasi absorpsi adalah siklus yang mirip dengan siklus kompresi uap sederhana, namun pada siklus absorpsi fungsi dari kompresor digantikan dengan 3 komponen yaitu generator, absorber dan pompa. Sedangkan komponen lain seperti evaporator, kondensor juga terdapat pada siklus refrigerasi absorpsi.
Gambar 2.4 (a) Siklus kompresi uap (b) Siklus refrigerasi absorpsi
11 Siklus dimulai dari Generator, dimana campuran antara refrigerant dan R22 di berikan Kalor input sehingga temperatur dari larutan akan naik. Refrigeran yang memiliki titik didih lebih rendah dari titik didih absorben akan menguap dan menuju kondensor. Absorben yang tidak ikut menguap akan dikembalikan kedalam absorber melalui sebuah katup. Di dalam kondenser terjadi pelepasan panas dari refrigeran ke lingkungan, sehingga refrigeran yang berfase gas akan terkondensasi dan keluar dari kondensor dalam fase liquid. Selanjutnya refrigeran yang sudah dalam fase cair akan mengalir menuju evaporator. Sebelum masuk inlet evaporator, tekanan dari refrigeran akan di turunkan oleh sebuah katup ekspansi sehingga temperatur dari refrigeran akan menurun sejalan dengan penurunan tekanan yang terjadi. Di dalam Evaporator, kalor dari lingkungan akan diserap oleh refrigeran sehingga terjadi perubahan fase dari cair jenuh ke superheated.
Gambar 2.5 Refrigerasi Absorpsi Setelah dari Evaporator, refrigeran yang berfase superheated akan bergerak menuju absorber untuk diserap oleh absorben sehingga terjadi campuran antara refrigerant dan absorben. Dalam
12 proses penyerapan refrigerant oleh absorben terjadi pertukaran panas dari campuran refrigerant-absorben ke lingkungan sekitar. Dikarenakan posisi dari absorber yang lebih rendah dari pada generator, maka dibutuhkan sebuah pompa untuk membawa campuran refrigeran dan absorben kedalam generator. Proses ini akan berjalan terus menerus selama pompa dan generator tetap beroperasi normal. Keuntungan dari Refrigerasi Absorpsi yaitu energi yang dibutuhkan relatif lebih sedikit jika dibandingkan dengan refrigerasi kompresi uap. Hal ini dikarenakan campuran refrigerant dan absorben dalam kondisi cair, sehingga bersifat incompressible. Berbeda dengan refrigerasi kompresi uap yang menggunakan kompresor, refrigeran yang di kompresi dalam fase gas yang tak lain halnya memiliki sifat compressible. Selain itu, panas yang digunakan untuk generator dari siklus refrigerasi absorpsi dapat diperoleh dari waste energy seperti energi matahari yang berlimpah, ataupun energi panas buang dari motor, mobil, dan industri. 2.2.2
Refrigerasi Difusi Absorpsi (Diffusion Absorption Refrigeration) Siklus Refrigerasi difusi absorpsi pertama kali ditemukan oleh Baltzar von Platen dan Carl Munters, dua orang peneliti berkebangsaan Swedia pada tahun 1922, yang menggunakan pemanas elektrik atau pembakaran gas untuk energi pengoperasiannya. Kebanyakan siklus refrigerasi absorpsi hanya memerlukan kerja sebesar 1% dari keseluruhan kalor yang masuk dan biasanya berupa energi listrik. Sedangkan untuk siklus absorpsi dengan beban pendinginan yang kecil tidak diperlukan kerja (dari pompa) sama sekali, siklus berjalan murni (natural circulation) karena suplai dari kalor saja. Siklus absorpsi demikian biasa disebut dengan siklus Refrigerasi Difusi Absorpsi. Pada sistem ini menggunakan pasangan refirgeran-absorben dan tambahan gas inert yaitu hidrogen atau helium.
13 Pada mesin pendingin Difusi Absorpsi ini siklus kerjanya menggunakan energi termal sehingga aliran pada proses pada pendingin ini biasa disebut dengan natural circulation karena siklus berjalan murni dari input kalor saja. Input kalor pada pendingin Difusi Absorpsi ini kebanyakan memanfaatkan waste energy yaitu sisa energy buang berupa energi termal yang masih dapat digunakan menjadi inputan kalor untuk menjalankan sistem pendingin difusi absorpsi ini. Pemanfaatan waste energy sebagai energi kalor input pada sistem pendingin difusi absorpsi ini sebagai bentuk penghematan energi. 2.2.3
Siklus Refrigerasi Difusi Absorpsi (DAR)
Qgen
Gambar 2.6 Skema Refrigerasi Difusi Absorpsi (DAR)
14 Siklus refrigerasi difusi absorpsi dimulai dari tangki penampung (reservoir) yang terdapat larutan R22-DMF. Larutan didalam reservoir tersebut dikenal dengan istilah strong solution (larutan kaya) ini mengalir ke generator akibat kesetimbangan level cairan antara dua bejana yang berhubungan. Strong solution kemudian dipanaskan di dalam generator hingga temperatur 180 °C yang menyebabkan sebagian besar R22 menguap. Gelembunggelembung uap R22 yang terbentuk menekan larutan cair yang berada di dalam pipa bubble pump. Prinsip rinsip kerja dari buble pump sendiri yaitu memanfaatkan massa jenis refrigerant yang lebih rendah dibanding absorben, dan juga perbedaan titik didih dari refrigerant yang lebih rendah dibandingkan dengan absorben. Uap R22 akan terus bergerak ke atas menuju rectifier, sementara larutan yang mengandung sedikit R22 cair (weak solution) dialirkan kembali menuju absorber. Uap R22 yang bergerak keatas menuju rectifier ini sebenarnya masih mengandung sedikit DMF karena ketika R22 menguap di generator ada sebagian fraksi kecil DMF yang ikut menguap juga. Uap ini terus bergerak menuju rectifier untuk dimurnikan, dimana proses yang terjadi ialah pelepasan kalor dari sistem ke lingkungan. Saat melewati kondensor R22 vapor akan terkondensasi secara sempurna, sehingga saat keluar dari kondensor diperoleh R22 dalam fase saturated liquid. Desain kondensor sendiri dibuat miring agar saat R22 berubah fase jadi saturated liquid akan membawa R22 ke inlet evaporator secara natural akibat gaya gravitasi. Pada inlet evaporator, R22 dengan fase saturated liquid bertemu dengan hidrogen sebagai gas inert yang berfungsi untuk menurunkan tekanan parsial R22 menjadi 1 bar sedangkan tekanan parsial hidrogen 24 bar. Turunnya tekanan mengakibatkan R22 cair dapat menguap pada temperatur yang lebih rendah. Pada saat yang sama R22 cair ini juga menerima kalor dari beban pendinginan sehingga R22 cair mulai menguap. R22 terus menguap sembari mengalir di dalam evaporator hingga pada outlet evaporator tekanan parsialnya sudah naik.
15 Massa jenis R22 jauh lebih besar dari hidrogen, karena itu uap campuran (R22 dan hidrogen) semakin berat seiring dengan terus menguapnya R22 cair sehingga uap campuran itu turun dari evaporator memasuki reservoir absorber. Di dalam reservoir sebagian uap R22 terserap oleh DMF yang turun dari absorber. Hal ini mengakibatkan uap campuran R22-hidrogen kembali menjadi lebih ringan dan mulai bergerak ke atas memasuki absorber. Di dalam absorber, penyerapan R22 oleh DMF (weak solution) semakin banyak dan akhirnya hanya tinggal gas hidrogen dengan sedikit uap R22 yang keluar dari absorber dan terus bergerak keatas lagi menuju inlet evaporator. Ini merupakan sirkulasi hidrogen sebagai gas pembantu dalam refrigerasi difusi absorpsi yang tidak bereaksi (inert), namun hanya sebagai penurun tekanan R22 saja. Skema asli dari siklus DAR dari Platen dan Munters dapat dilihat pada Gambar 2.8. Pada skema tersebut terdapat perangkat tambahan yaitu liquid heat exchanger yang berfungsi melakukan pemanasan awal strong solution sebelum masuk ke dalam generator. Selain itu juga terdapat gas heat exchanger yang berfungsi melakukan pendinginan awal gas hidrogen sebelum masuk ke inlet evaporator.
Gambar 2.7 Skema Sistem DAR Platen-Munters
16 2.2.4
Karakteristik Pasangan Refrigeran–Absorben Ada beberapa kriteria campuran antara refrigeran dan arbsorben yang digunakan dalam siklus refrigerasi absorpsi, antara lain: a. Perbedaaan titik didih antara refrigerant dan larutan absorben pada tekanan yang sama (boiling elevation) haruslah sebesar mungkin. b. Refrigerant perlu memiliki panas penguapan yang tinggi di dalam absorben untuk menekan laju sirkulasi larutan diantara absorber dan generator per satuan kapasitas pendinginan c. Memiliki sifat sifat transport (viskositas, konduktivits termal, dan koefisien difusi) yang baik sehinga dapat menghasilkan perpindahan panas dan massa yang baik d. Baik refrigerator dan absorbernya harus bersifat non korosif, ramah lingkungan dan murah. Ada beberapa pasangan refrigerant-absorben yang biasa digunakan dalam siklus absorpsi, antara lain : • ammonia/glycerin • ammonia/silicon oil • ammonia/zinc bromide • ammonia/ DMETEG • ammonia/DMF • methyl amine/water, • methyl chloride/tetraethylene glycol, • R22/DMETEG • R22/DMF Pada penelitian sistem refrigerasi difusi absorpsi ini digunakan pasangan refrigeran yaitu R22-DMF. R22 atau HCHF-22 memiliki rumus molekul CHClF2 memegang peranan penting dalam sistem refrigerasi, sejak ditemukan pada tahun 1930. Hal ini dikarenakan R22 memiliki sifat fisika dan termal yang baik sebagai refrigeran, stabil, tidak mudah terbakar, tidak beracun dan kompatibel terhadap sebagian besar bahan komponen
17 dalam sistem refrigerasi. Berikut menunjukan Physical properties refrigeran R22 seperti pada Tabel 2.1. Tabel 2.1 Physical properties R22 Property Value Name Molecular formula
Chlorodifluorometha ne CHClF2
Molecular weight
86,5 kg/kmol
Boiling point (at 0.1013 MPa)
-40.8oC
Critical temperature
96.2oC
Critical pressure
4.99 MPa
Specific gravity (at 21oC gas)
3.08
Specific volume (at 21oC gas)
0.275 m3/kg
Solubility in water
3.628 g/L
Density (at 15oC gas)
3.66 kg.m3
Vapor pressure (at 20oC)
908 kPa
Log P
1.08
Heat capacity at constant pressure (at 30 °C)
0.057 kJ/mol.K
Heat capacity at constant volume (Cv) (at 30 °C)
0.048 kJ/mol.K
Latent heat of vaporization (lv) (boiling point at -40.7 °C)
233.95 kJ/kg
Viscosity (at 0oC)
0.1256 cP
18 Dimethylformamide (DMF) adalah senyawa organik dengan rumus molekul C3H7NO. DMF merupakan cairan tak berwarna yang dapat bercampur dengan air dan sebagian besar zat cair organik lainnya. DMF tergolong zat flammable namun memiliki titik didih tinggi yang sering digunakan sebagai pelarut dalam reaksi kimia. Sebenarnya DMF murni tidak berbau, namun bila telah menjadi pelarut sering kali berbau amis seperti bangkai ikan. DMF termasuk zat toxic yang dapat menyebabkan kanker pada manusia dan cacat kelahiran pada bayi. Pada penelitian ini DMF dipilih sebagai absorben karena mamiliki daya larut tinggi. Selain itu titik didih tinggi yang dimiliki DMF juga menguntungkan karena memperkecil potensi DMF ikut menguap ketika dipanasi di dalam generator. Berikut physical properties dari DMF seperti pada Tabel 2.2 Tabel 2.2 Physical properties DMF Property Value Name Dimethylformamide Molecular formula C3H7NO Molecular weight 73.09 kg/kmol Boiling point 153oC Freezing point -60.4oC o Density (at 20 C) 949 kg/m3 Critical temperature 374oC Critical pressure 4.42 MPa Vapor pressure (at 0.38 kPa 20oC) Viscosity (at 25oC) 0.802 cP
19
(a)
(b)
Gambar 2.8 (a) Larutan absorben DMF (b) Refrigeran R22 2.2.5
Fraksi Massa Campuran R22 dan DMF Konsentrasi larutan pada pasangan refrigerant R22-DMF dinyatakan dalam fraksi massa (X) dan fraksi mol (N). Istilah fraksi massa dan fraksi mol didefinisikan untuk R22. Sehingga apabila larutan R22-DMF mempunyai massa konsentrasi 40%, berarti ada massa R22 sebanyak 40% dari keseluruhan massa larutan. Fraksi massa dinyatakan dalam persamaan berikut: X ………………………….......... (2.1) dimana : mR22 = massa R22 mDMF = massa DMF Fraksi mol larutan R22-DMF didefisikan sebagai: y= ……………………………….........
(2.2)
dimana: nR22 = jumlah mol R22 dalam larutan, nDMF = jumlah mol DMF dalam larutan. Jumlah mol R22 maupun DMF dapat diperoleh dengan cara membagi massa masing-masing itu terhadap berat molekul relatifnya (Mr), sehingga: nR22 = dan nDMF = ……………....... (2.3)
20 Pada mesin pendingin difusi absorpsi ini terdapat campuran R22-DMF yang disebut dengan larutan kaya (strong solution) dan larutan miskin (weak solution). Dimana untuk mencari fraksi massa di weak solution dapat menggunakan diagram dibawah ini dengan menarik garis tekanan total pada sistem dan nilai temperatur yang ada di titik 4’.
Gambar 2.9 Diagram p-T-X Larutan R22-DMF [Agarwal (1982), Solubility Characteristics of R22-DMF Refrigerant-Absorbent Combination] 2.2.6
Entalpi Refrigeran R22 dan Campuran R22-DMF Thermodynamic properties dari larutan dapat didekati dengan persamaan numerik yang dibangun oleh Fattouh dkk
21 (1993). Dengan memasukkan data-data yang didapat dalam pengujian ke dalam persamaan-persamaan yang ada, maka dapat diketahui besarnya enthalpy dari larutan dan besarnya properties lainnya. Besarnya entalphy larutan strong solution dan weak solution dapat dirumuskan sebagai berikut. (
)
[
]
……………. (2.5)
Besarnya hmix merupakan fungsi dari temperatur dan konsentrasi larutan yang memiliki hubungan sebagai berikut. hmix (T , X ) {[(1 X ) RT 2 ] / M mix }( K 0Y0 K1Y1 K 2Y2 K 3Y3 ) ……….................................................................................. (2.6) dimana: Y0 X / (1 X ) Y1 X / (1 X ) ln(1 X ) Y2 1/ (1 X ) (1 X ) 2ln(1 X ) Y3 X / (1 X ) X 2 / 2 2 X 3ln(1 X )
Harga K0, K1, K2, K3 pada persamaan (2.6) merupakan fungsi dari temperatur yang tertera pada Tabel 2.3. Tabel 2.3 Koefisien Panas Campuran
Nilai koefisien B0, C0, C1, C2 dapat dilihat pada tabel 2.4
22 Tabel 2.4 Koefisian Hubungan P-T-X pada Campuran R22-DMF
dimana:
E0 0, 20972706 E 03 E1 0, 77382052 E 04 E2 0, 05627680 E 00 E3 0,34790000 E 02
Untuk enthalpy saturated liquid untuk seluruh absorben DMF larutan ditunjukan sebagai berikut. 2 …….…………………. (2.7) hsl ,a (T ) F0 FT 1 F2T nilai konstanta numerik persamaan di atas tersaji pada Tabel 2.5. Tabel 2.5 Koefisien untuk Entalpi Cair Jenuh pada DMF
23 Sedangkan untuk enthalpy saturated liquid dan saturated vapor dari R22 ditunjukkan dengan rumus berikut: hsl,r(T) = F0 + F1T + F2T2 …………..……..………. (2.8) hsv,r(T) = F0 + F1T + F2T2 ………..……………….. (2.9) nilai dari konstanta numerik diatas dapat dilihat pada tabel 2.6. Tabel 2.6 Koefisien untuk Entalpi Cair Jenuh dan Uap Jenuh R22
2.3 Parameter Performansi DAR 2.3.1 Laju Aliran Massa Refrigeran Untuk menentukan laju aliran masa refrigeran dilakukan analisa secara termodinamis pada kondensor. Karena pada sistem pendingin ini refrigerant dari kondensor langsung menuju evaporator dan heatloss diabaikan, maka nilai laju aliran massa yang masuk evaporator sama dengan laju aliran massa yang keluar kondensor. Fluida yang melalui kondensor merupakan R22 yang konsentrasi massa mendekati 100% (X=1) setelah dimurnikan oleh rectifier. Laju aliran keluar dari kondensor ini berupa R22 cair yang akan menuju inlet evaporator menjadi laju aliran masa refrigeran.
24
Gambar 2.10 Penampang kondensor dan laju aliran massa refrigeran Dengan persamaan kesetimbangan energi untuk meninjau control volume yang ditunjukkan dengan garis-garis putus adalah Ein + Eg – Eout = Est karena tidak ada energi bangkitan dan kerja yang masuk atau keluar sehingga didapatkan : ̇ ̇ ……………………………. (2.10) ̇ ( ) ………..… (2.11) Dimana ̇ Sedangkan untuk mencari ̇ adalah sebagai berikut: ̇ ̇ ( ) ...…………..……… (2.12) Dimana balans massa kondensor ̇ ̇ ̇ ̇ Persamaan (2.11) dan (2.12) dimasukkan ke persamaan (2.10) sehingga didapat: ̇ ( ) ̇ ( ).... (2.13) karena ̇ , sehingga untuk mencari laju massa aliran refrigerant adalah :
̇
(
(
)
)
…….….....
(2.14)
25 2.3.2
Kapasitas Pendinginan Untuk mempermudah perhitungan dan pemahaman evaporator secara termodinamik maka skema pipa evaporator tipe dobular tube dan pipa gas heat xchanger dapat dilihat pada gambar 2.14.
8’
Gambar 2.11 Control volume Evaporator tipe dobular tube Energy balance di evaporator yaitu : ̇ ̇ ̇ ( ) ̇ + ̇ ( ) ̇ ( ) karena hidrogen pada fase superheated sudah jauh dari kurva jenuh, maka nilai entalpi tidak terpengaruh, dan karena proses
26 titik 5 ke 6 diasumsikan proses isoenthalpi pada trotel pipa kapiler maka , sehingga persamaan untuk kapasitas pendinginan evaporator sebagai berikut: ̇ ( )……………..…………….. (2.15) ̇ 2.3.3 Kalor yang Diserap Generator dan Laju Aliran Massa Larutan di Generator Dari control volume generator pada Gambar 2.15 maka dapat ditentukan persamaan berikut: Mass Balance generator ̇ ̇ ̇ ………………...….….………….. (2.16)
̇ Gambar 2.12 Control volume pada Generator Mass Balance untuk campuran R22 dan DMF di generator ̇ ̇ ̇ ………………….......….. (2.17) Energy Balance di generator adalah: ̇ ̇ ̇ ̇ ………...… (2.18) dengan mensubstitusi persamaan (2.14), (2.15) dan (2.17) akan ̇ diperoleh laju alir massa ̇ ̇
27 dimana: Xs = Fraksi massa untuk strong solution Xw = Fraksi masssa untuk weak solution XR = Fraksi massa untuk R22 Daya heater diperoleh dari energi listrik yang diubah menjadi energi panas heater. ̇ ………………….…..……... (2.17) 2.3.4
Efisiensi Generator Efisiensi generator yaitu hasil perbandingan antara panas yang diserap generator dan panas yang diberikan heater pada generator ̇
̇
…………………....................... (2.18)
2.3.5
COP dan Circulation Ratio (f) Unjuk kerja mesin pendingin difusi absorpsi ialah Coefficient of Performance (COP) merupakan perbandingan antara output yang diinginkan ( ̇ evaporator) terhadap input yang dibutuhkan ( ̇ generator). COP untuk siklus refrigerasi difusi absorpsi nilainya kurang dari 1. Sehingga persamaannya dapat ditulis sebagai berikut ̇
COP =
̇
………………………….................. (2.19)
Selain itu juga penting melihat perbandingan antara laju alir massa strong solution terhadap laju alir massa refrigeran. Rasio ini disebut circulation ratio (f) yang menyatakan seberapa banyak pengaliran larutan R22-DMF untuk memperoleh jumlah refrigeran, dapat ditulis sebagai berikut: ̇
̇
……………………………...……......
(2.20)
28
Halaman ini sengaja dikosongkan
