Rancang Bangun dan Studi Eksperimen Alat Penukar Panas untuk Memanfaatkan Energi Referigerant Keluar Kompresor AC sebagai Pemanas Air pada ST/D=4 dengan Variasi Volume Air

Binar Kusumah Bagja (Institut Teknologi Sepuluh Nopember)
Djatmiko Ichsani (Institut Teknologi Sepuluh Nopember)

Jurnal Teknik ITS
Vol 5, No 2 (2016)

Sistem referigerasi memiliki energi yang besar dalam melepaskan kalor. Kalor akibat kompresi pada kompresor bisa dimanfaatkan misalnya untuk pemanasan air. Pemanfaatan kalor tersebut dilakukan dengan cara menambahkan water heater sebelum aliran fluida referigeran masuk ke kondensor. Water heater tersebut dalam keadaan tercelup di dalam sebuah tangki berisi air untuk melepas kalor terhadap air. Perancangan water heater dilakukan dengan mencari panjang tube (L), diameter tube (D), dan jarak antar tube. Water Heater ini diletakkan setelah komponen kompressor pada sistem AC. Proses awal untuk mencari rancangan water heater adalah dengan mencari temperatur keluaran kompresor dimana untuk mencari potensi panas yang akan dimanfaatkan untuk memanaskan air. Setelah mencari potensi panas yang dihasilkan dari energi keluaran kompresor adalah mencari kapasitas kalor yang akan diberikan water heater terhadap air dan kemudian selanjutnya mencari perpindahan panas yang terjadi pada proses pemanasan air tersebut yang kemudian dilakukan perhitungan untuk mencari panjang tube (L) dan penentuan jarak ST/D pada tube. Setelah diperoleh geometri water heater, langkah selanjutnya adalah melakukan simulasi numerik dengan menggunakan perangkat lunak FLUENT 6.3.2 untuk mengetahui karaketeristik perpindahan panas yang terjadi di dalam proses pemanasan air dengan jarak ST/D yang telah ditentukan sebelumnya. Langkah selanjutnya melakukan eksperimen. Eksperimen dilakukan dengan memvariasikan volume air dalam tangki yaitu sebesar 75 liter; 85 liter; dan 100 liter. Hasil simulasi numerik diperoleh bahwa pola aliran kecepatan dengan nilai tertinggi berada pada daerah sekitaran tube inlet dikarenakan temperatur yang paling tinggi dibandingkan tube lainnya sehingga menimbulkan perbedaan temperatur dan juga densitas pada sekitaran tube inlet. Hasil eksperimen diperoleh bahwa volume air yang besar yaitu sebesar 100 liter memiliki Coefficient of Performance (COP) tertinggi yaitu sebesar 4,590. Hasil eksperimen diperoleh bahwa volume air yang rendah yaitu sebesar 75 liter memiliki waktu pemanasan air paling cepat yaitu selama 180 menit.