TEKNIK PENDINGIN

ANALISIS ARTIKEL ILMIAH

Disusun Oleh :

LINDA FITRI ANDRIYANI

K2513040

PTM/B

PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK KEJURUAN

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2015

1

Volume 4, Number 6, December 2010

ISSN 1995-6665

JJMIE Pages 711 - 724

Jordan Journal of Mechanical and Industrial Engineering

www.jjmie.hu.edu.jo

EFISIENSI TEKNIK PENDINGIN BEBAS PADA SISTEM

REFRIGERASI UDARA

A. Al-Salaymeh a,*, M.R. Abdelkader b

a Mechanical Engineering Department, Faculty of Enginering and Technology University

of Jordan, Amman 11942, Jordan.

b Mechanical Engineering Department, Faculty of Enginering and Technology

University of Jordan, Amman 11942, Jordan.

Abstrak

Teknik pendinginan bebas dapat digunakan untuk mengurangi secara substansial

biaya energi. Selama cuaca dingin, di suhu luar ambien dapat membantu dalam

penyimpaan energi dalam sistem refrigerasi udara. Temperatur rendah dari

pendingin pasokan udara ambien memungkinkan teknik pendinginan bebas untuk

menyimpan buah-buahan dan sayuran segar. Efisiensi energi ini dapat menyimpan

cukup energi listrik kompresor untuk membayar modulasi biaya instalasi peredam

di sekitar satu tahun. Pendinginan gratis memiliki peredam bermotor yang

melakukan dua arus udara internal dan eksternal. Ketika peredam terbuka

membutuhkan udara yang diperlukan untuk pendinginan langsung dari luar, tidak

termasuk operasi kompresor. Itu dimulai kipas evaporator yang mengambil udara

2

eksternal jika < . Sebuah studi kasus telah dilakukan selama 17 Ton

beban pendinginan di ruang penyimpanan dan COP dapat dicapai untuk 24 di mana satu-

satunya konsumsi energi adalah dari penggunaan Kipas penguapan.

© 2010 Jordan Journal of Mechanical and Industrial Engineering. All rights reserved

Kata kunci: Pendinginan, Pendingin, Efisiensi, Penghematan Energi.

1. Pengantar

Teknik pendinginan bebas dapat digunakan untuk mengurangi secara

substansial biaya energi. Sistem ini secara efektif memberikan pendinginan hampir

bebas menggunakan pendingin udara selama cuaca dingin tanpa persyaratan untuk

menjalankan kompresor. Kompresor pada pokoknya dimatikan selama periode ini, di

sana dengan menyimpan energi dan juga memungkinkan dijadwalkan pencegahan

pemeliharaan akan berlangsung. Suhu rendah dari pendingin pasokan udara ambien

memungkinkan pendinginan bebas dari toko dingin untuk buah-buahan dan sayuran,

misalnya Al-Salaymeh et al. [1]. Pendinginan dan sistem pendinginan udara yang

dirancang untuk mendinginkan toko dingin untuk menjaga buah-buahan dan sayuran

untuk waktu yang lama tanpa kerusakan. Mereka dirancang untuk instalasi internal

maupun instalasi eksternal. Penggunaannya memungkinkan menghilangkan masalah

yang disebabkan oleh suhu tinggi, kotoran dan kelembaban yang hadir dalam

lingkungan. Unit, yang pada dasarnya terdiri dari sirkuit pendingin disegel mana

beredar pendingin, dibagi menjadi dua penyedotan, kedap terpisah satu sama lain, di

mana udara di lingkungan dan udara di kabinet diperlakukan tanpa datang ke kontak

dengan satu sama lain. Udara sistem pendingin yang menggunakan teknik

pendinginan gratis memiliki peredam bermotor yang melakukan dua arus internal dan

udara luar. Ketika peredam terbuka membutuhkan udara diperlukan untuk

pendinginan langsung dari luar, tidak termasuk operasi kompresor, Al-Salaymeh et

al. [1].

Jika suhu eksternal kurang dari suhu internal , maka peredam akan dibuka dan

kipas evaporator akan mulai untuk mengambil udara luar. Jika suhu eksternal lebih

tinggi dari suhu internal, peredam tetap tertutup dan udara didaur ulang.

3

Pendinginan dalam jangka sederhana adalah pendinginan dengan

menghilangkan panas. Hal ini juga bisa dikatakan bahwa pendinginan adalah transfer

panas dari satu tempat di mana ia tidak ingin lagi tempat yang kurang pantas. Strategi

normal dalam pendinginan mekanis adalah untuk mendapatkan panas ke refrigeran.

Kemudian transfer refrigeran ke tempat di mana panas dapat dihapus dari itu.

Refrigeran membuat panas dapat dihapus dari itu. Refrigeran membuat perpindahan

panas mungkin. Sebagian besar perpindahan panas terjadi karena refrigeran

perubahan negara. Refrigeran cair di evaporator menyerap panas latennya penguapan,

dan di tge orocess perubahan dari cairan ke uap. Refrigeran gas dalam kondensor

menolak panas latennya penguapan, sehingga berubah dari gas ke cairan. Ini adalah

perubahan siklus ini yang bergerak panas dihapus dari satu tempat ke tempat lain.

Al-salaymeh et al. (1) disebutkan bahwa pendinginan bebas berlangsung

ketika eksternal entalpi udara ambien kurang dari entalpi ruangan udara.

Mereka menunjukkan bahwa pendinginan bebas dapat digunakan dengan

dicampur luar sistem udara dan resirkulasi dengan menggunakan modulasi

peredam. Peredam yang disediakan di luar asupan udara membutuhkan

saluran kerja. Dalam hal kuantitas luar udara dingin dari udara luar meningkat

dan kuantitas dihitung ulang udara berkurang untuk memberikan suhu udara

pasokan yang diperlukan. Dengan cara ini pendinginan, sarana peralatan

pendingin yang dihindari sama sekali pada waktu tertentu tahun dan sering

pada malam hari kali. Sistem pendingin bebas menggunakan termostat untuk

menentukan suhu luar lebih rendah dari suhu dan proporsi membuka luar

peredam udara. Lebih akurat perbandingan dari udara luar harus ditingkatkan

ketika luar temperatre udara lebih rendah dari suhu ruangan. Ketika suhu

udara luar lebih tinggi dari suhu dingin toko, peredam akan dimodulasi ke

posisi udara luar minimum untuk menjaga beban pada peralatan pendingin

untuk minimum.

Koefisien kinerja, COP, hanya rasio efek yang kita inginkan (transfer panas)

dengan kuantitas yang harus kita beli (pekerjaan) untuk menyebabkan efek

yang diinginkan. Dalam sistem pendinginan, COP adalah rasio antara panas

dihapus dari reservoir suhu rendah dalam kasus pendingin untuk kompresor

dan kipas bekerja. Namun jika pendinginan bebas digunakan, kompresor

4

dimatikan dan pekerjaan input sama dengan kerja kipas. Lagu dkk. (2)

mempelajari kinerja enrgy dari sistem pendingin pembangkit menggunakan

chiller INVENTER untuk bangunan industri. Mereka mengklarifikasi kinerja

energi dari sistem pendingin pembangkit di bangunan industri menggunakan

data operasi diukur aktual dan analisis simulasi numerik. Salah satu aspek dari

bangunan industri adalah bahwa mereka memiliki konsumsi energi yang besar

untuk manufaktur dan AC dibandingkan dengan kantor dan bangunan

comemercial. COP maksimum dari chiller INVENTER mencapai sekitar 18

dalam kondisi tertentu dan menara pendingin terintegrasi membuat suhu lebih

rendah air pendingin seperti seluruh kapasitas besar. Data operasi yang

sebenarnya dalam penelitian mereka menunjukkan nilai puas untuk chiller dan

sistem COP selama periode berjalan dan hasil simulasi menunjukkan bahwa

sistem pendingin pembangkit dapat mengurangi konsumsi daya listrik tahunan

sekitar 48% dibandingkan dengan sistem pendingin konvesional. Mina dkk.

(3) menyelidiki koefisien umum kinerja untuk pengkondisian udara lembab.

Dalam sistem AC, tujuan umum adalah untuk mempengaruhi perubahan

keadaan pesawat dari kondisi satu sama lain yang lebih diinginkan. Mereka

diperiksa ekspresi untuk menentukan koefisien membatasi kinerja untuk AC

dengan cara yang menggabungkan mempengaruhi proses yang masuk akal dan

laten. Mereka mengembangkan dan ekspresi yang menyumbang perubahan

energi dan exergi karena perubahan suhu udara dan kandungan uap air dari

udara, yaitu kelembaban rasio.

Medved dan Arkar [4] membuat korelasi antara iklim lokal dan potensi bebas

pendingin penyimpanan panas laten. Mereka menyajikan studi tentang potensi bebas

pendinginan untuk lokasi iklim yang berbeda. Mereka memilih enam kota dari

seluruh Eropa dengan berbagai kondisi iklim untuk studi mereka. Dalam sebagian

besar sistem bebas pendinginan disajikan penekanannya ditempatkan terutama pada

pemodelan laten panas penyimpanan energi panas ini (LHTES) dan kurang

penekanan ditempatkan pada bebas efisiensi pendinginan, di mana berbagai

pendekatan telah dicoba. Zalba dkk. [5] ditentukan respon termal piring panas laten

penyimpanan energi termal untuk langkah perubahan suhu inlet. Ketika merancang

sistem bebas pendinginan nyata suhu konstan udara ambien selama malam hari dan

5

suhu udara dalam ruangan konstan dalam gedung pada siang hari diasumsikan. Arkar

dkk. [6] digunakan sehari proyek dengan variasi suhu sinusoidal diasumsikan untuk

mengoptimalkan parameter geometris dan kinerja LHTES. Arkar dkk. [6]

mempelajari efisiensi pendinginan bebas menggunakan penyimpanan panas laten

terintegrasi ke dalam sistem ventilasi bangunan energi yang rendah. Mereka

mempresentasikan hasil penyelidikan efisiensi pendinginan bebas di gedung energi

kelas berat dan ringan rendah menggunakan sistem ventilasi mekanis dengan dua

LHTES, satu untuk pendinginan pasokan udara segar dan yang lainnya untuk

pendinginan udara dalam ruangan beredar. Mereka menemukan bahwa teknik

pendinginan gratis memungkinkan pengurangan ukuran sistem ventilasi mekanis,

memberikan suhu yang lebih menguntungkan dan karena itu memungkinkan kondisi

kenyamanan termal yang lebih baik dan juga udara segar bagi penghuni. Arkar dan

Medved [7] disajikan studi tentang pendinginan bebas dari bangunan-energi rendah

menggunakan perangkat LHTES terintegrasi ke dalam sistem ventilasi mekanis.

Mereka mengembangkan sebuah model numerik dari LHTES untuk mengidentifikasi

parameter yang memiliki pengaruh pada respon termal LHTES, untuk menentukan

suhu fase-perubahan optimal dan untuk membentuk fungsi respon suhu LHTES ini.

Analisis mereka dari suhu di gedung-energi rendah menunjukkan bahwa pendinginan

bebas dengan LHTES adalah teknik pendinginan yang efektif. Moeseke et al 8]

difokuskan dalam makalah mereka tentang dampak strategi manajemen untuk nuansa

ponsel eksternal dan pendinginan oleh ventilasi alami. Untuk ventilasi alami, strategi

membatasi laju aliran ketika tetes suhu eksternal yang ditemukan untuk menjadi

efisien untuk menghemat energi.

Zalba dkk. [5] dan Zhang et al. [9] didefinisikan pendinginan bebas sebagai sarana

untuk menyimpan luar kesejukan pada malam hari, untuk memasok dalam ruangan

pendingin siang hari. Zhang et al. [9] menunjukkan bahwa pendinginan bebas dapat

membuat suhu udara dalam ruangan di wilayah nyaman sepanjang tahun jika sifat

thermophysical dari bahan bangunan amplop berada di kisaran yang diinginkan.

Properti-properti yang jelas terkait dengan kondisi luar ruangan iklim, intensitas

sumber panas internal, membangun konfigurasi, modus ventilasi dll Untuk suatu

wilayah dan bangunan yang diberikan, nilai-nilai kritis mereka sifat fisik termal yang

ideal dapat ditentukan melalui pemodelan dan simulasi. Zalba dkk. 5] mempelajari

penerapan bahan perubahan fasa (PCM) dalam sistem bebas pendinginan.

Penggunaan PCM cocok karena perbedaan suhu yang kecil antara siang dan malam di

6

dalam ruangan di luar ruangan. Mereka dirancang dan dibangun instalasi yang

memungkinkan pengujian kinerja PCM dalam sistem tersebut. Mereka melakukan

eksperimen mengikuti desain dari strategi eksperimen dan mereka mengembangkan

model empiris di mana sistem nyata bebas pendinginan dirancang dan dievaluasi

secara ekonomi.

Ghiaus dan Allard [10] menunjukkan bahwa ventilasi alami adalah salah satu

teknik yang paling efektif untuk pendinginan. Mereka menunjukkan bahwa potensi

untuk pendinginan dapat dinilai dengan menggunakan metode yang didasarkan pada

indoor-outdoor perbedaan suhu bangunan bebas berjalan, kriteria kenyamanan adaptif

dan suhu di luar ruangan. Mereka menunjukkan bahwa suhu bebas berjalan dapat

digunakan sebagai pengganti suhu keseimbangan dalam metode estimasi energi.

Indoor-outdoor perbedaan suhu bangunan bebas berjalan menjadi karakteristik dari

perilaku termal bangunan yang dipisahkan dari jarak kenyamanan dan suhu di luar

ruangan. Mereka menemukan bahwa ukuran terkait dengan energi disimpan dan

penerapan bebas pendinginan diberikan oleh distribusi probabilistik dari tingkat-jam

sebagai fungsi dari suhu di luar ruangan dan waktu. Dalam karya ini, yang

dikembangkan sendiri perangkat lunak komputer untuk menghitung total beban

pendinginan untuk toko dingin yang mengandung buah atau sayuran Penyimpanan

pada setiap jam tahun telah dilakukan. Beban pendinginan untuk unit pendingin

(kompresor dan kipas) atau penggemar evaporator hanya sebelum dan sesudah

menggunakan teknik pendinginan bebas telah dibuat. Kemudian, perbandingan biaya

listrik bulanan sebelum dan sesudah menggunakan pendingin bebas dilakukan dan

persentase penghematan energi untuk setiap jenis produk dihitung. Akhirnya,

payback period dihitung untuk memeriksa apakah pengurangan biaya listrik dapat

menutupi biaya komponen dari sistem baru dalam waktu singkat dan karena itu untuk

mengetahui apakah sistem pendingin bebas memiliki aplikasi yang baik di toko

dingin untuk buah-buahan dan sayuran di Yordania.

2. Economizer Peredam (Damper)

Ada dua peredam pada economizer khas yang memodulasi ketika kondisi

outdoor benar. Sebuah peredam luar terbuka untuk menarik udara ke ruang dan

kembali peredam udara menutup, memotong aliran udara kembali dari ruangan.

Ketika peredam luar ruangan ini terbuka, udara menambahkan ekstra akan menekan

di dalam ruangan, seperti meledakkan balon. Hal ini dapat menyebabkan pintu luar

7

untuk meledakkan pintu terbuka atau yang terbuka untuk di dalam untuk tetap

tertutup. Sejumlah kecil tekanan dapat memiliki efek yang besar. Sebuah peredam

bantuan tekanan digunakan hulu damper udara kembali untuk mengurangi tekanan ini

di dalam ruangan. Ini mungkin persegi logam yang sangat sederhana akan berayun

terbuka di bawah sejumlah kecil tekanan atau sistem mekanis yang besar akan

menggunakan peredam mekanik yang terbuka dalam hubungannya dengan peredam

asupan dan kipas angin untuk mengusir udara ekstra. Versi pendinginan gratis

memiliki peredam bermotor yang melakukan dua arus udara internal dan eksternal.

Ketika damper terbuka dibutuhkan udara yang diperlukan untuk pendinginan

langsung dari luar, tidak termasuk operasi kompresor seperti pada gambar (1).

Peredam didorong oleh aktuator listrik atau pneumatik, yang dikendalikan dari suhu

di luar ruangan atau kontrol entalpi. Control switch sistem dari pendinginan mekanik

untuk economizer pendinginan ketika kondisi outdoor benar. Disukai kontrol

enthalpy digunakan untuk merasakan kedua kelembaban dan unit temperature.Some

memiliki 'suhu hanya' kontrol yang tidak mengambil dalam pertimbangan efek

kelembaban, yang dapat Jadilah cukup. Jika entalpi udara luar kurang daripada

entalpi udara dalam ruangan dengan volume, maka udara luar dapat digunakan untuk

pendinginan bangunan. Beberapa economizers menggunakan hanya kontrol suhu

Mounted di kap asupan dengan posisi peredam minimum dikendalikan oleh

potensiometer pada actuator. setiap kali kipas berjalan, damper harus mendorong ke

posisi udara segar minimum. Ini mungkin hanya berjumlah celah kecil dalam

pembukaan peredam tetapi cukup untuk memberikan standar de 10% dari total

volume fan udara segar. Ketika pernah fan dimatikan peredam ini harus berkendara

benar-benar tertutup oleh musim semi kembali. Hidupkan power off di unit atap

sementara kipas berjalan dan Anda akan melihat langkah peredam ditutup.

Ketika kondisi luar ruangan di bawah titik kontrol set dan termostat ruang

menyerukan pendinginan, kipas udara pasokan akan mulai dan peredam economizer

akan memodulasi tanpa memulai kompresor. Jika saklar kipas termostat diatur ke

"On" posisi kipas berjalan terus menerus dan damper sudah akan berada di posisi

udara segar minimum. Sebuah kontrol kedua memodulasi posisi peredam untuk

mempertahankan suhu pasokan udara konstan.

Sensor harus ditempatkan hilir evaporator, ini akan mencegah udara dari atas

pendingin jika kompresor berjalan. Jika economizer terintegrasi dengan kontrol

kompresor, sangat penting untuk bola penginderaan menjadi hilir kumparan

8

evaporator. Ini akan menutup peredam ketika kompresor datang dan berhenti dari

menggambar di udara yang terlalu dingin untuk evaporator dan mencegah kumparan

evaporator dari pembekuan. Jika kondisi outdoor naik di atas set point, peredam akan

memodulasi tertutup ke posisi udara segar Minimum dan pendinginan mekanik akan

mulai. Jika kontrol entalpi diatur terlalu rendah, economizer tidak akan membuka dan

mengambil keuntungan dari suhu di luar ruangan yang sejuk. Jika sudah diatur terlalu

tinggi, maka bangunan mungkin terlalu hangat, karena economizer tidak dapat

menyediakan cukup pendinginan. Mungkin diperlukan beberapa penyesuaian untuk

menentukan apa set point karya terbaik untuk sistem Anda. Sistem dengan kontrol

yang terintegrasi memungkinkan Anda untuk mengatur kontrol enthalpy tinggi tanpa

terdiri kenyamanan. Kontrol terpadu memungkinkan kompresor dan economizer

untuk dijalankan pada waktu yang sama dengan menggunakan thermostat dua tahap.

Ketika tahap pertama panggilan untuk pendinginan, economizer terbuka. Jika kondisi

tidak membaik dalam ruang dan suhu di toko dingin terus menanjak, termostat

kemudian akan memanggil untuk pendinginan tahap kedua. Hal ini membawa pada

kompresor untuk menyediakan pendinginan tambahan yang diperlukan. Jika suhu di

luar ruangan terlalu dingin untuk menjalankan kompresor kontrol lain disebut "Low

Ambient Lock Out" akan mencegah kompresor dari awal. Dengan menjaga

kompresor mekanik off sedikit lebih lama kita dapat memaksimalkan penghematan

dengan economizer.

3. Studi Kasus

Tujuan utama dari sistem pendingin udara untuk Menjaga lingkungan di ruang

tertutup pada kondisi yang mencapai suhu penyimpanan produk dalam ruang. Studi

kasus dalam penelitian ini meliputi desain untuk toko dingin untuk penyimpanan

setiap jenis buah-buahan dan sayuran. Perhitungan beban pendinginan untuk produk

yang telah dilakukan per jam dan karena diri mengembangkan program perangkat

lunak untuk perhitungan telah dibangun. Ada banyak faktor yang mempengaruhi

perhitungan pendinginan bebas. Ketika kita merancang ruang penyimpanan, panas

respirasi harus dipertimbangkan. Juga, periode penyimpanan merupakan faktor yang

sangat penting dan harus diperhitungkan. beban pendinginan masuk akal tergantung

pada perbedaan suhu antara di dalam dan luar ruangan penyimpanan, dan nilai faktor

dingin dan waktu dingin yang bervariasi dengan jenis produk, yang waktu dingin dan

faktor dan jumlah yang masuk produk setiap bulan. Juga, kita tidak harus

9

mengabaikan beban pendinginan untuk kotak yang memiliki faktor dingin yang sama

dan waktu dan tergantung pada jenis itu. Selain perhitungan sebelumnya pendinginan

beban untuk

Produk, komponen lain yang memiliki hubungan dengan total beban pendinginan

untuk ruang seperti dinding, langit-langit, tanah, pintu, lampu, dan ventilasi alami

harus dihitung. Setelah menghitung total beban pendinginan untuk semua jam pada

satu tahun (8760 jam) untuk setiap jenis produk yang disimpan (Potato, Lemon dan

Tomat), maka beban pendinginan maksimum dipilih untuk tujuan desain. Komponen

siklus refrigerasi seperti kondensasi satuan dan evaporator unit yang harus dipilih

berdasarkan beban pendinginan maksimum. Juga, total tagihan listrik yang dihasilkan

dari operasi kompresor dan kipas di sistem pendingin udara telah dihitung untuk

setiap jam tahun. Kemudian studi ekonomis telah dilakukan berdasarkan periode

payback untuk biaya komponen baru teknik pendinginan bebas seperti peredam

bermotor, sistem pengendali dan sensor yang dihasilkan dari pengurangan dalam

10

biaya listrik.

Dalam menghitung beban pendinginan untuk toko dingin, diri perangkat lunak yang

dikembangkan telah dilakukan untuk menghitung beban pendinginan untuk setiap

jam pada tahun diperhitungkan semua komponen struktur (dinding, pintu langit-

langit, tanah dan pintu), jenis produk , dan jenis kotak. Maka total beban pendinginan

untuk produk disimpan termasuk ventilasi alami, orang, dan lampu dihitung.

Pemilihan pendingin komponen siklus dan komponen menambahkan baru untuk

teknik pendinginan bebas didasarkan pada beban pendinginan dihitung. Kemudian,

beban pendinginan yang perlu bekerja kipas setelah menggunakan teknik

pendinginan bebas telah dihitung dan pengurangan biaya dengan menggunakan

teknik ini telah diperkirakan. Akhirnya, payback period di mana sistem baru

mencakup biaya komponen baru ditemukan.

Dimensi ruang penyimpanan 6 m * 8 m * 6 m dan memiliki pintu ke arah

barat dan dimensinya adalah 2,4 mx 2,0 m. Tabel (1) menunjukkan koefisien

perpindahan panas keseluruhan untuk ruang toko dingin. Ruang penyimpanan

memiliki 3 lampu lampu dan kekuatan masing-masing lampu sama dengan

11

250 W. Hal ini diasumsikan bahwa jumlah orang yang memasuki ruang

penyimpanan sama dengan 3. Periode membuka pintu ruang penyimpanan

diasumsikan menjadi 3 jam untuk setiap kali memasukkan produk di dalam

ruangan atau mengambil produk dari itu. Jumlah perubahan udara per jam di

ruang penyimpanan diambil harus sama dengan 4,84. Tiga jenis produk yang

kentang, Lemon dan tomat telah disimpan di ruang penyimpanan. Jenis kotak

diambil sebagai kayu yang memiliki panas spesifik Cp, kotak = 1,38 KJ /

kg.ºC.

Total beban pendinginan untuk ruang penyimpanan sebelum dan setelah

menggunakan pendingin bebas telah dihitung. Juga, studi ekonomi telah

dilakukan dan waktu pengembalian modal untuk sistem peredam dihitung.

Nilai-nilai dari suhu luar untuk setiap jam dari tahun diambil dari departemen

meteorologi dan masyarakat ilmiah kerajaan di Yordania. Keuntungan panas

dari dinding, langit-langit, tanah dan pintu dihitung dan pendinginan

perbedaan suhu beban (CLTD) metode koreksi digunakan. Total beban

pendinginan untuk produk dibagi menjadi beban pendinginan yang masuk

akal dan panas respirasi. Juga, panas dari ventilasi alami yang tergantung pada

jumlah perubahan udara di ruangan untuk buah-buahan dan sayuran

diperhitungkan. Setelah penjumlahan seluruh komponen beban pendinginan,

total beban pendinginan untuk ruang penyimpanan di setiap jam sekitar tahun

ditemukan. Langkah kedua adalah pemilihan komponen siklus pendinginan

dan kemudian menentukan kompresor dan kipas bekerja dan laju aliran massa

udara melalui kipas.

Tabel (1) Secara keseluruhan koefisien perpindahan panas untuk ruang

toko dingin.

12

Untuk kekuatan pendinginan teknik, semua jam sekitar tahun di mana

suhu luar kurang dari suhu desain dalam ditentukan. Kemudian, aliran massa

yang diperlukan pada setiap jam dihitung. Biaya listrik untuk kompresor dan

kipas dihitung di hadapan pendinginan gratis dan tanpa adanya pendinginan

gratis dan akhirnya perbandingan antara dua biaya dibuat. Beban pendinginan

yang diperlukan dari kompresor dan / atau penggemar sebelum dan sesudah

menggunakan pendingin bebas dihitung. Hemat energi untuk setiap jenis

produk diperkirakan.

4. Teori

Beban pendinginan karena perpindahan panas dari luar ke ruang toko

dingin melalui dinding dan langit-langit diruang penyimpanan adalah:

Dimana adalah koefisien perpindahan panas keseluruhan untuk

semua contruction untuk dinding, adalah koefisien perpindahan panas

keseluruhan untuk semua konstruksi untuk langit-langit, Aw adalah Are untuk

setiap dinding, Ac adalah area untuk langit-langit dan ΔT adalah beban

pendinginan perbedaan suhu CLTD dan itu Diambil setelah koreksi.

Dimana CLTD adalah perbedaan suhu beban pendinginan sebelum

koreksi dan itu tergantung pada jenis mateial untuk dinding dan langit-langit,

LM adalah lintang faktor koreksi, Ti adalah suhu desain dalam yang sama

dengan suhu penyimpanan akhir, Untuk, m adalah outdoor berarti suhu, k

adalah faktor penyesuaian warna, dan f adalah loteng atau ruang faktor

penggemar. Suhu rata-rata di luar ruangan sama dengan:

13

Dimana Tmax adalah suhu rata-rata harian maksimum dan Tmin adalah

rata-rata suhu harian minimum. Beban pendinginan karena tanah adalah

Dimana adalah koefisien perpindahan panas keseluruhan untuk semua

pembangunan tanah , adalah area untuk tanah dan adalah suhu tanah .

Beban pendinginan karena pintu adalah

Dimana adalah koefisien perpindahan panas keseluruhan untuk pintu ,

adalah luas pintu , Untuk adalah suhu luar dan adalah suhu di dalam .

Beban pendinginan karena cahaya , orang dan ventilasi dihitung hanya ketika

pintu ruang penyimpanan dibuka . Beban pendinginan untuk cahaya ,

misalnya Dossat dan Horan [ 11 ] , adalah :

Dimana P adalah kekuatan untuk setiap cahaya lampu, dan n adalah

jumlah lampu cahaya. Beban pendinginan untuk mendapatkan panas karena

orang, misalnya Dossat dan Horan [11], adalah

Dimana m adalah jumlah orang. Beban pendinginan untuk ventilasi alami adalah

14

Dimana V adalah volume ruang penyimpanan, c adalah jumlah perubahan

udara per jam, dan adalah panas spesifik untuk udara. Beban pendinginan

untuk produk terdiri dari dua komponen. Komponen pertama adalah beban

pendinginan yang masuk akal dari suhu desain luar ke suhu desain dalam:

Dimana m adalah massa dari produk, Cp, sebelum adalah panas spesifik

sebelum pembekuan, t adalah waktu dingin dan F adalah faktor dingin.

Komponen kedua untuk beban pendinginan dari produk adalah panas respirasi

dimana adalah sebesar:

Dimana R adalah faktor reaksi. Beban pendinginan untuk kotak adalah

Dimana mb adalah massa kotak, dan Cp, kotak adalah panas spesifik

sebelum pembekuan. Laju aliran massa udara pendingin yang dibutuhkan

untuk menutupi beban total pendinginan akhir untuk ruangan ketika

menerapkan teknik pendinginan bebas adalah:

15

Sifat dari tiga produk yang disimpan (Potato, Lemon dan Tomat) yang

digunakan dalam penyelidikan ini dirangkum dalam Tabel (2), misalnya

Dossat dan Horan [11]. Seperti yang dapat ditunjukkan pada Tabel (2), tiga

jenis produk memiliki properti yang kurang lebih sama, tetapi jangka waktu

maksimum untuk penyimpanan cukup tinggi untuk kentang dan rendah untuk

tomat.

Biaya listrik per jam untuk fans dan kerja kompresor dapat dihitung dari

berikut ini:

Jika total beban pendinginan kurang dari atau sama dengan nol, maka

tidak ada perlu menggunakan kompresor dan kipas dan dengan demikian

biaya listrik adalah nol.

Jika kompresor dimatikan dan beban pendinginan yang dihasilkan dari

pendinginan bebas, maka kipas dioperasikan dan biaya listrik sama:

Dimana Wfan adalah kipas bekerja dan PF adalah faktor produk.

Jika sistem pendingin udara bekerja, maka beban pendinginan dihasilkan

dari kipas dan kompresor kerja dan biaya listrik sama dengan:

mana Wcompressor adalah hasil kerja kompresor dan PF adalah faktor

produk.

Koefisien kinerja (COP) dapat mencapai nilai yang sangat tinggi dalam hal

pendinginan bebas. Seperti diketahui, COP didefinisikan sebagai rasio

antara beban output pendinginan dan masukan daya listrik. Beban output

pendinginan adalah sama dalam dua kasus yang kehadiran pendinginan

Bebas pendingin udara satuan dan dalam ketiadaan bebas

Dalam studi kasus penyelidikan ini, telah ditemukan bahwa periode

pengembalian untuk setiap jenis produk yang disimpan adalah sekitar satu tahun

16

pendinginan. Tapi, daya input listrik berkurang dalam kasus pendinginan gratis

dan daya input hanya daya yang dibutuhkan untuk penggemar evaporator. Nilai

koefisien kinerja (COP) adalah:

Seperti dapat dilihat dari persamaan (15), beban pendinginan dari

evaporator yang diperlukan untuk menjaga produk penyimpanan pada

suhu tertentu tetap sama sebelum dan setelah menggunakan teknik

pendinginan bebas. Namun, COP tergantung pada total pekerjaan. Untuk

studi kasus dalam pekerjaan membenci, kekuatan kipas dalam sistem

pendingin udara 2.8 kW dan daya kompresor 21,2 kW. Beban pendinginan

yang diperlukan telah dihitung setelah menerapkan persamaan di atas dan

ditemukan untuk menjadi sama dengan 67,1 kW. Oleh karena itu, COP

sebelum menggunakan teknik pendinginan bebas adalah:

Di sisi lain, COP setelah menggunakan teknik pendinginan bebas menjadi:

Hasil ini menunjukkan bahwa COP meningkat ke nilai yang sangat tinggi

setelah menggunakan teknik pendinginan bebas. Rasio antara COP

sebelum dan sesudah menggunakan teknik pendinginan bebas dapat

dihitung sebagai:

Akhirnya, jangka waktu pengembalian untuk total biaya komponen baru

seperti sistem kontrol dan peredam untuk teknik bebas pendinginan dapat

dihitung sebagai rasio antara biaya modal dari komponen baru dan total

17

menyimpan uang yang dihasilkan berupa penghematan energi setelah

teknik pendinginan bebas diterapkan.

5. Hasil

Perangkat lunak komputer yang dikembangkan sendiri dirancang dan

dibangun untuk menghitung total beban pendinginan per setiap jam tahun ini

dengan menggunakan berbagai jenis produk penyimpanan dengan dan tanpa

pendingin bebas. Pemanfaatan teknik pendinginan bebas tergantung pada

kalimat dalam menggunakan laju aliran massa evaporator dan dengan beban

total pendinginan yang dibutuhkan. Hasil beban pendinginan yang perlu

bekerja kompresor sebelum dan sesudah pendinginan bebas diplot. Kemudian,

perbandingan antara biaya listrik bulanan sebelum dan sesudah menggunakan

pendingin gratis untuk setiap jenis produk dilakukan serta persentase biaya

listrik untuk kipas dan kompresor untuk total biaya setiap bulan. Hasil tertarik

untuk kentang untuk menunjukkan kinerja teknik pendinginan bebas.

Teknik pendinginan bebas digunakan ketika suhu di luar di bawah suhu

penyimpanan dalam dan dalam hal ini kipas evaporator dioperasikan tanpa

kompresor untuk mengurangi biaya listrik. Gambar (2) menunjukkan suhu

lingkungan per jam untuk Januari dan Juli bulan sebagai fungsi hari bulan

untuk kota Amman mana toko dingin dalam penelitian ini ditemukan. Seperti

yang kita lihat dari angka ini, ada banyak hari dalam setahun di mana suhu

lingkungan di bawah suhu di dalam yang diinginkan dan dengan demikian

teknik pendinginan bebas dapat digunakan di samping perangkat pendingin

18

udara untuk menjaga toko dingin pada suhu konstan. Seperti kita ketahui, toko

dingin mengandung beberapa sayuran atau produk buah yang memiliki

respirasi panas dan sehingga perlu didinginkan sepanjang waktu sekitar tahun.

Dengan menggunakan teknik pendinginan bebas, jumlah jam operasi untuk

kompresor pendingin udara sistem dapat dikurangi dan dengan demikian biaya

listrik dapat diminimalkan.

Beban pendinginan pada bulan yang berbeda yang perlu bekerja

kompresor sebelum dan sesudah menggunakan teknik pendinginan gratis

untuk kentang disajikan pada Gambar (3) - (7) yang menunjukkan topi bulan

terbaik untuk menggunakan teknik pendinginan gratis Januari karena suhu di

luar sangat rendah . Angka (3) menunjukkan bahwa tidak ada kebutuhan untuk

beralih pada kompresor selama bulan Januari dan oleh karena itu kerja

kompresor adalah sama dengan nol. Juga, di bulan Januari, kipas dimatikan di

banyak jam karena hilangnya panas dari dinding, langit-langit dan pintu lebih

dari beban pendinginan yang dibutuhkan dari produk. Juga, telah ditemukan

bahwa total biaya listrik menurun 83% untuk kentang di bulan ini sehubungan

dengan nilai sebelum menggunakan pendingin gratis.

Pada bulan Maret, tidak ada kebutuhan untuk beralih pada Compressor

dalam beberapa hari untuk menjaga produk kentang di toko dingin seperti

yang ditunjukkan pada Gambar (4). Juga, kipas evaporator Apakah dimatikan

untuk waktu yang singkat dan ini adalah karena Rugi panas dari dinding,

langit-langit dan pintu lebih tinggi dari beban pendinginan yang dibutuhkan

dari produk. Jika produk baru dimasukkan di toko dingin, maka unit pendingin

udara harus dioperasikan untuk waktu yang singkat untuk menurunkan suhu

produk ke Nilai diperlukan. Dalam bulan ini, telah ditemukan bahwa

persentase pengurangan total biaya listrik sekitar 66,5% terhadap nilai

sebelum menggunakan pendingin gratis. Pada bulan April, efektivitas teknik

pendinginan gratis kurang dari bulan dingin dan persentase penghematan

energi setelah menggunakan teknik pendinginan gratis di bulan ini bisa

mencapai 41%. Gambar (5) menunjukkan beban pendinginan di bulan April

yang perlu bekerja kompresor sebelum dan sesudah menggunakan teknik

19

pendinginan gratis untuk produk kentang. Pada akhir bulan, menggunakan

pendinginan gratis sangat rendah dibandingkan dengan pekerjaan kompresor

dan ini adalah karena fakta bahwa produk baru dimasukkan ke dalam toko

dingin dan beban pendinginan tinggi.

Musim panas seperti Juli dan Agustus dapat dianggap sebagai bulan

terburuk untuk menggunakan teciques pendinginan gratis. Persentase

penghematan energi di bulan ini sangat kecil dan diabaikan. Sebagai contoh,

pada bulan Agustus persentase penghematan energi tidak dapat mencapai

lebih dari 5% untuk semua periode bulan seperti yang ditunjukkan pada

Gambar (6). Pada bulan November, Suhu ambien dijatuhkan lagi dan karena

efek pendinginan bebas mulai meningkat lagi. Gambar (7) menyajikan beban

pendinginan di bulan November sebelum dan sesudah menggunakan teknik

pendinginan gratis. Hal ini jelas dari Gambar (7) bahwa persentase

penghematan energi tinggi dan kompresor dimatikan pada hari-hari yang

paling bulan November.

Acomparison dari uang yang disimpan sebelum dan sesudah

memanfaatkan teknik pendinginan bebas telah dilakukan dan total uang yang

disimpan untuk tiga dipelajari produk disimpan di setiap ngengat disajikan

Tabel (3). Total biaya operasi unit pendingin udara di setiap bulan yang

beroperasi 24 jam per hari adalah penjumlahan dari biaya listrik untuk

kompresor dan evaporator penggemar dan itu adalah biaya listrik untuk

penggemar evaporator dengan adanya teknik pendinginan bebas. Ketika

kompresor dimatikan, kipas evaporator unit pendingin udara terus

dioperasikan dan biaya operasi kipas evaporator telah dihitung. Biasanya,

waktu pengembalian dapat diambil sebagai panduan untuk membenarkan

aspek ekonomis memanfaatkan teknik pendinginan gratis di sistem pendingin

udara. Dengan asumsi bahwa biaya 1,0 kWh listrik di Yordania adalah sekitar

0,063 JD / kWh, maka kita dapat menghitung biaya operasi unit pendingin

udara yang memiliki 21,2 kW daya input listrik untuk kompresor dan 2,8 kW

daya input listrik untuk dua kipas evaporator. Biaya konsumsi energi listrik

dihitung dengan

20

21

22

melipat gandakan kompresor dan kipas listrik dengan jumlah jam operasi

untuk unit pendingin udara. Total biaya untuk komponen teknik bebas

pendinginan (sistem kontrol dan peredam bermotor) untuk unit pendingin

dalam penyelidikan ini kira-kira sama 3000 JD. Data yang disajikan dalam

tabel (3) menunjukkan bahwa jangka waktu pengembalian untuk setiap

jenis produk adalah sekitar satu tahun. Masa pengembalian komponen

pendingin bebas wajar dan oleh karena itu dianjurkan untuk menggunakan

teknik pendinginan gratis di semua AC dan pendingin udara unit.

Perbandingan antara uang yang disimpan bulanan untuk sistem pendingin

udara sebelum dan sesudah memanfaatkan teknik pendinginan bebas telah

dilakukan dan hasilnya disajikan pada Gambar (8). Gambar (8)

menggambarkan bahwa ada penghematan listrik dan karena itu menghemat

uang jika teknik pendinginan bebas digunakan di unit pendingin udara dan

seperti yang diharapkan, lebih banyak energi atau uang yang dapat disimpan

jika teknik pendinginan gratis diimplementasikan di musim dingin . Gambar

(8) menyajikan juga biaya listrik untuk kompresor dengan dan tanpa

pendingin bebas di samping kipas pada bulan yang berbeda yang diperlukan

untuk menjaga suhu di dalam ruang penyimpanan di mana penelitian telah

dilakukan pada suhu konstan sekitar 15ºC. Angka ini menunjukkan juga biaya

listrik yang dihasilkan dari jumlah jam operasi setiap hari untuk fan

23

evaporator pada bulan yang berbeda untuk lokasi yang diinginkan di kota

Amman dalam kasus pemanfaatan pendinginan bebas. Hal ini jelas dari angka

ini bahwa biaya listrik dan oleh karena itu jumlah jam operasi untuk teknik

pendinginan gratis yang diwakili oleh fan evaporator menurun di musim panas

di mana jam operasi untuk kompresor meningkat. Jumlah jam operasi untuk

fan evaporator lebih tinggi dari jumlah jam operasi untuk kompresor pada

sebagian besar waktu di tahun kecuali musim panas. Unit pendingin udara di

ruang penyimpanan permanen dioperasikan dan selama ada sayuran atau

buah-buahan di dalam ruangan dan karena kipas evaporator akan bekerja

dalam kasus di mana kompresor dimatikan. Hal ini jelas dari angka ini bahwa

jumlah jam operasi untuk penggemar evaporator menurun karena jumlah jam

operasi untuk kompresor di musim panas meningkat. Sejak unit pendingin

udara kami karena memiliki input total daya listrik 24 kW (21,2 kW untuk

kompresor dan 2,8 kW untuk penggemar), oleh karena itu total biaya operasi

unit tersebut selama setiap bulan di lokasi yang diinginkan telah dihitung.

Seperti yang diharapkan, biaya listrik maksimum terjadi selama waktu musim

panas terutama pada bulan Juli dan Agustus bulan.

Gambar (8) merangkum hasil untuk biaya listrik total unit pendingin

udara yang dipilih selain biaya kompresor dan evaporator penggemar selama

semua bulan tahun. Ada beberapa bulan di tahun seperti bulan Januari di mana

kompresor tidak diperlukan untuk dioperasikan. Biaya listrik untuk

mengoperasikan unit pendingin udara di hadapan pendinginan bebas lebih

rendah dari biaya listrik dengan tidak adanya pendinginan bebas. Gambar (8)

menunjukkan bahwa pantai listrik maksimum untuk penggemar evaporator

terjadi selama musim dingin. Rasio total biaya listrik yang dihasilkan dari

operasi kompresor dan / atau fans evaporator di unit pendingin udara dengan

dan tanpa pendingin bebas ditunjukkan pada Gambar (9). Hasil yang disajikan

pada Gambar (9) menunjukkan bahwa 83% dari total biaya listrik dapat

disimpan dalam bulan Januari dan nilai ini menurun menjadi kurang dari 5%

di musim panas seperti Juli. Biaya modal dari komponen pendinginan gratis

seperti sistem kontrol dan peredam bermotor dapat pulih setelah satu tahun

24

dari operasi. Perbandingan antara biaya total listrik untuk mengoperasikan unit

pendingin udara dalam kasus tidaknya pendinginan bebas ditunjukkan pada

gambar (9). Jumlah uang tabungan per setiap bulan dalam kasus

memanfaatkan teknik pendinginan bebas jelas disajikan dalam gambar ini.

6. Kesimpulan

Jika di luar ambient suhu basah-bola tetes bawah diperlukan pendingin

udara set-poit, maka pendinginan bebas dapat digunakan untuk menghemat

energi setiap kali. Teknik pendinginan gratis ramah lingkungan dan

25

penggunaannya akan memiliki dampak positif pada pengurangan emisi CO2

dan fenomena pemanasan global. Tujuan utama dari penelitian ini adalah

untuk fokus beberapa gudang di memanfaatkan pendinginan bebas di sistem

pendingin udara terutama untuk toko dingin yang mengandung beberapa

sayuran atau buah-buahan yang diperlukan untuk didinginkan semua hari

selama masa penyimpanan. Jika suhu di luar kurang dari set point dari toko

dingin, maka beban pendinginan diperlukan karena panas respirasi dari

produk. Sistem pendingin udara di toko dingin kecil menggunakan teknik

pendinginan bebas untuk secara substansial mengurangi biaya energi. Khas

nilai koefisien kinerja terletak antara 3 dan 5. Namun ada periode tahun di

mana pendinginan suhu lingkungan dapat dimanfaatkan untuk menyediakan

pendinginan hampir gratis dan COP dapat mencapai 24 di mana satu-satunya

konsumsi energi adalah dari penggunaan kipas menguapkan. Oleh karena itu,

koefisien kinerja setelah menggunakan teknik pendinginan gratis mencapai

sekitar 8 kali nilai sebelum menggunakan teknik ini.

Selama bebas pendinginan kompresor unit Pendinginan udara dasarnya

mematikan, sehingga menghemat energi dan juga memungkinkan dijadwalkan

pemeliharaan preventif berlangsung. Telah ditemukan bahwa ini mengukur

efisiensi energi menarik ekonomis dan dapat menghemat cukup kompresor

kerja listrik untuk membayar biaya pemasangan peredam untuk tujuan

pendinginan gratis dalam waktu kurang dari satu tahun di Yordania. Sistem

pendingin bebas adalah teknik yang baik untuk menyimpan produk-produk

segar seperti kentang, lemon dan tomat di Yordania karena suhu di luar

kurang dari suhu penyimpanan beberapa produk dalam beberapa bulan dingin.

Pemanfaatan teknik pendinginan gratis di toko dingin tergantung pada lokasi

toko dan penghematan energi tinggi dapat diterima jika suhu lingkungan di

lokasi toko dingin rendah. Teknik pendinginan gratis sangat efisien untuk

diterapkan di unit pendingin udara dan sistem pendingin udara selama bulan-

bulan dingin atau musim dingin seperti Januari, Februari, November dan

Desember dan persentase pengurangan energi dapat mencapai lebih dari 80%,

karena kompresor diaktifkan off sebagian besar waktu di bulan ini. Namun,

26

dalam bulan lain seperti bulan Maret dan April, penghematan energi di bulan-

bulan ini adalah baik dan dapat mencapai 50% setelah teknik pendinginan

bebas digunakan. Di sisi lain, di semester musim panas persentase

penghematan energi yang dihasilkan dari teknik pendinginan bebas kurang

dari 10% karena suhu lingkungan yang tinggi.

27

REFERENSI

28

ANALISIS JURNAL EFISIENSI TEKNIK PENDINGIN BEBAS

PADA SISTEM REFRIGERASI UDARA

Teknik pendingin bebas dapat digunakan untuk mengurangi secara

substansial biaya energy. Teknik pendinginan bebas digunakan ketika suhu di

luar di bawah suhu penyimpanan dalam dan dalam hal ini kipas evaporator

dioperasikan tanpa kompresor untuk mengurangi biaya listrik (kompresor

dimatikan). Dengan menggunakan teknik pendinginan bebas, jumlah jam

operasi untuk kompresor pendingin udara sistem dapat dikurangi dan dengan

demikian biaya listrik dapat diminimalkan. Hal ini dapat dimanfaatkan untuk

pendingin buah dan sayur pada toko pendingin agar sayur dan buah dapat

bertahan segar saat disimpan dalam kurun waktu tertentu.

Jika suhu eksternal kurang dari suhu internal maka peredam akan dibuka

dan kipas evaporator akan mengambil udara dari luar. Peredam didorong oleh

actuator listrik atau pnematik yang dikendalikan dari suhu duluar ruangan atau

control entalpi. Jika suhu eksternal lebih tinggi maka peredam akan tetap

tertutup dan udara didaur ulang.

Beban pendinginan tergantung pada perbedaan suhu antara didalam dan

diluar ruangan penyimpanan, nilai faktor dingin, waktu dingin yang bervariasi

dengan jenis produk dan jumlah produk yang masuk.

Pada penelitian diatas penghematan energi di bulan Maret adalah baik

dan dapat mencapai 50% setelah teknik pendinginan bebas digunakan. Di sisi

lain, di semester musim panas persentase penghematan energi yang dihasilkan

dari teknik pendinginan bebas kurang dari 10% karena suhu lingkungan yang

tinggi.

29

DAFTAR PUSTAKA

Jordan Journal of Mechanical and Industrial Engineering, Volume 4, Number 6,

December 2010. www.jjmie.hu.edu.jo.

http://jjmie.hu.edu.jo/files/v4n6/6.pdf, di akses dan didownload pada 06

November 2015 pukul 12.55 WIB.

30