Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"ABSTRAKBidang biomedis membutuhkan cold storage yang mencapai temperatur - 80°C. Penggunaan sistem refrigerasi yang menggunakan siklus tunggal hanya mampu mencapai suhu pendinginan efektif sekitar -40°C, serta efisiensinya akan memburuk di bawah -35°C karena rendahnya tekanan evaporasi. Sehingga, untuk menjangkau temperatur yang lebih rendah, digunakan sistem refrigerasi cascade. Pada sirkuit temperatur rendah sistem refrigerasi cascade yang ada saat ini, masih menggunakan refrigeran yang mengandung bahan perusak lapisan ozon atau berpotensi dalam memanaskan permukaan bumi. Oleh karena itu, penelitian ini mengusulkan campuran karbon dioksida dan etana sebagai refrigeran alternatif ramah lingkungan untuk aplikasi temperatur rendah.Penelitian dilakukan dengan metode analisa termodinamika dan eksperimen. Analisa termodinamika dilakukan dengan menggunakan bahasa pemograman FORTRAN dimana properti refrigeran diambil berdasarkan pada software REFPROP 8.1, untuk memperoleh campuran karbon dioksida dan etana yang memiliki performa terbaik. Studi eksperimen lebih lanjut dilakukan pada beberapa variasi komposisi campuran karbon dioksida dan etana untuk mendapatkan desain dan parameter operasional yang dibutuhkan oleh sistem pendingin cascade.Berdasarkan penelitian ini diketahui bahwa campuran karbon dioksida dan etana merupakan refrigeran alternatif yang menjanjikan karena dapat bekerja pada temperatur jauh dibawah triple point karbon dioksida hingga -80°C, Komposisi maksimum karbon dioksida yang dapat ditambahkan pada etana adalah sekitar 30% dalam fraksi massa, lebih dari itu maka kristal karbon dioksida mulai terbentuk. Selain itu campuran ini juga memiliki mampu bakar lebih rendah dibandingkan dengan etana murni.

---

ABSTRACTField of biomedicine requires cold storage temperatures that reach -80°C. The use of refrigeration systems that use a single cycle only able to achieve effective cooling temperature of -40°C, and efficiency will deteriorate under - 35°C due to low of evaporation pressure. Thus, to reach a lower temperature, cascade refrigeration systems used. The low temperature-circuit cascade refrigeration systems that exist today, still using refrigerants that contain ozonedepleting substances or the cause of global warming. Therefore, this study proposes a mixture of carbon dioxide and ethane as an environmentally friendly alternative refrigerant for low temperature applications.Research carried out by the method of thermodynamic analysis and experiments. Thermodynamic analysis is done using the FORTRAN programming language in which the refrigerant properties taken based on the software REFPROP 8.1, to obtain a mixture of carbon dioxide and ethane that has the best performance. Further experimental studies performed on some variations in the composition of the mixture of carbon dioxide and ethane to get the design and operasional parameters required by the cascade refrigeration system.Based on this research note that a mixture of carbon dioxide and ethane is a promising alternative refrigerant because it can work in temperatures far below the triple point of carbon dioxide up -80°C, the maximum composition of carbon dioxide that can be added to the ethane is about 30% in mass fraction, more than that then carbon dioxide will be a crystals. In addition it also this mixture has a flammability is lower than the pure ethane."

"Banyak aplikasi dan proses-proses di industri yang membutuhkan temperatur pendinginan sangat rendah, bahkan bidang biomedis membutuhkan cold storage yang mampu mendinginkan hingga temperatur -80°C. Penggunaan sistem refrigerasi siklus tunggal pada aplikasi temperatur sangat rendah menjadi tidak ekonomis karena tinggi nya rasio tekanan dan juga menghasilkan efek pendinginan yang tidak efektif karena rendah nya tekanan evaporasi, sehingga digunakan sistem refrigerasi cascade. Penggunaan refrigeran alamiah, seperti campuran karbon dioksida dan hidrokarbon merupakan alternatif dari penggunaan refrigeran yang mengandung bahan perusak lapisan ozon dan pemanasan global. Pada penelitian ini, dilakukan analisis termodinamika untuk menentukan komposisi campuran karbon dioksida dan hidrokarbon yang optimum. Selanjutnya, dilakukan optimisasi secara termoekonomi untuk menentukan kondisi operasi yang optimum dari sistem refrigerasi cascade, dimana peningkatan efisiensi exergy merupakan sasaran optimisasi secara termodinamika, sedangkan meminimumkan pengeluaran biaya tahunan merupakan sasaran optimisasi secara ekonomi.

---

There are many industrial applications and processes in which ultra-low temperature is necessary, even the biomedical preservation that needs cold storage providing temperature about -80°C. The use of single cycle refrigeration system for ultra-low temperature application is economically unacceptable caused by the high pressure ratio and results the ineffective evaporating effect as the low evaporating pressure, hence the cascade refrigeration system is applied. Natural refrigerants, such as carbon dioxide and hydrocarbon will be the alternative solutions of the used of ozon depleting and global warming effect refrigerants. In this research, thermodynamic analysis is applied to decide the optimum composition of the mixtures between carbon dioxide and hydrocarbon. Furthermore, thermoeconomic optimization results the optimum operating conditions of the cascade refrigeration system where the increasing of exergetic efficiency is the thermodynamic objective, while the minimization of the annual cost is the economic objective."

"Cold storage untuk kebutuhan biomedis disyaratkan dapat mencapai -80oC dan untuk itu digunakan sistem refrigerasi cascade (Tianing et al, 2002). Sistem refrigerasi cascade masih menggunakan refrigeran CFC dan HCFC. Campuran azeotropis karbondioksida dan ethane merupakan refrigeran alternatif yang menjanjikan. Studi simulasi dan eksperimen mengindikasikan campuran karbondioksida dan ethane mampu mencapai temperatur -80oC (Darwin et.al, 2008). Namun demikian, temperatur minimum tersebut masih belum stabil. Hal ini diduga karena pengaruh temperatur evaporasi High Stage /HS yang tidak optimal dalam mngalirkan panas ke sistem Low Stage. Berdasarkan hal tersebut maka penelitian ini akan berkonsentrasi pada pengaruh temperatur evaporasi terhadap kerja sistem cascade dengan variasi pembebanan.

---

AbstractCold storage for biomedical needs required to achieve-it's -80 ° C and used for cascade refrigeration system (Tianing et al, 2002). Cascade refrigeration system is still using CFC and HCFC refrigerants. Azeotropis mixture of carbon dioxide and Ethane is a promising alternative refrigerants. Simulation and experimental studies indicate a mixture of carbon dioxide and Ethane capable of reaching temperatures -80 ° C (Darwin et.al, 2008). However, the minimum temperature is still not stable. This is presumably because the effect of temperature evaporation Stage High / HS that is not optimal in transferring heat to Low Stage system. Based on these two studies will concentrate on the effect of temperature on the evaporation cascade system works with a variety ofloading."

"Dalam pengobatan dan penelitian biomedis diperlukan cold storage yang dapat mencapai temperatur -8°C dan untuk mencapai temperatur rendah tersebut digunakan sistem refrigerasi cascade. Selama ini sirkuit temperatur rendah menggunakan sistem refrigerasi cascade dan menggunakan refrigeran yang mengandung zat perusak ozon atau penyebab pemanasan global Karena itu, diperlukan alternatif refrigeran alamiah, yang salah satunya adalah karbondioksida Namun, tingginya tekanan dan temperatur triple menghalangi penggunaan karbondioksida untuk temperatur rendah Salah satu solusinya adalah dengan mencampur karbondioksida dengan hidrokarbon(propane) untuk itu pengujian ini dilakukan dengan memvariasikan komposisi massa dari kedua campuran. Dari hasil pengujian didapati temperature evaporasi terendah terjadi pada temperature - 72 dengan komposisi massa R744/R290 sebesar 60 : 40 dengan daya pemakaian listrik terbesar pada komposisi 100 : 0 sebesar 1006 watt.

---

In medical and biomedical research that is needed cold storage temperature can reach 80°C, and to achieve such a low temperature cascade refrigeration system is used. This circuit during low-temperature cascade refrigeration system using refrigerant-containing substances damaging the ozone or global warming cause, therefore, necessary alternative natural refrigerant, one of which is carbon dioxide [However, the high pressure and temperature triple carbon dioxide to prevent the use of low temperature one the solution is to mix carbon dioxide with hydrocarbons (propane) for this test was done by varying the composition of the mass of the two mixtures. From the test results found the lowest temperature evaporation occurs at temperatures of -72 with R744/R290 mass composition of 60: 40 with the largest electric power consumption on the composition 100: 0 for 1011 watts."

"Dalam aplikasinya di bidang industri, sistem refrigerasi tunggal dan bertingkat tidak mampu untuk mengatasi perbedaan yang cukup besar antara kalor yang akan diserap dengan kalor yang akan dibuang, namun, tidak demikian dengan sistem cascade. Penelitian dengan alat yang sederhana yang telah dilakukan sebelumnya dengan menggunakan refrigeran alami telah menawarkan peluang yang baik.Skripsi ini membahas tentang pengujian sistem cascade dengan menggunakan dua macam refrigeran sebagai variasi di sisi bagian HS, sedangkan pada bagian LS, digunakan campuran refrigeran alami R170/R744. Pengujian dilakukan dengan tiga cara, yaitu : memvariasikan komposisi massa campuran R170/R744, memvariasikan bukaan katup ekspansion LS, serta memvariasikan jenis refrigeran pada sisi bagian HS. Temperatur evaporasi terrendah yang bisa dicapai oleh sistem ini adalah -69,7°C dengan COP sebesar 1,88. Dengan kondisi 700g R22 pada sisi bagian HS dan 100g R170 pada sisi bagian LS

---

In many industrial applications, single stage and multi stage refrigeration systems fail to widen the gap between heat source and heat sink temperatures and now cascade system appear to be the best alternative. Modest reserch, in the past, has been done in cascade system based on natural refrigerants thereby offering good potential for research.

In this paper, a cascaded system for simultenous heating and cooling with a R22 and R290 based high-stage (HS) cycle and mixed R170/R744 based low-stage (LS) cycle for simultenous refrigeration and heating application has been analyzed. To facilate prediction of optimum performance parameter, performance trends with variation in fraction mass of R170/R744, variation in flow rate of ekspansion valve of LS, and variation refrigerant of HS have been presented. The lowest temperature reached in -69,7°C with COP 1,81. 700g of R22 (HS) and 100g of R170 (LS)"

"Dalam dunia pengobatan dan penelitian biomedis kebutuhan akan ruang pendingin yang dapat mencapai temperatur sangat rendah yaitu -80°C sangat dimintai karena dengan tenperatur -80_C ini spesimen biomedis tidak mudah rusak, aplikasinya di bidang industri sistem refrigasi tunggal dan bertingkat tidak dapat mengatasi perbedaan yang cukup besar antara kalor yang akan diserap dan kalor yang akan dibuang akan tetapi berbeda dengan sistem refrigasi cascade. Penelitian yang dilakukan menggunakan alat yang sederhana dengan refrigeran alami ini memberikan peluang yang baik. Skripsi ini membahas mengenai pengujian sistem refrigerasi cascade dengan menggunakan refrigeran hidrokarbon pada bagian sirkuit temperatur tinggi dan refrigeran campuran R744 dengan R170 pada sirkuit temperatur rendah. Pengujian dilakukan dengan menggunakan propane sebagai refrigeran pada temperatur tinggi dan variasi komposisi masa pada sirkuit temperatur rendah untuk mencari komposisi optimum campuran R744 dengan R170. Temperatur evaporasi terendah yg dicapai pada sirkuit temperatur rendah ini adalah -94.8°C dengan refrigeran CO2 murni akan tetapi temperatur tersebut tidak stabil, sedangkan temperatur stabil -77.95°C dicapai oleh refrigeran ethane murni dengan COP 0.77. Untuk komposisi campuran COP yang didapat sebesar 0.58 dengan komposisi 60% R744 dan 40% R170.

---

In the world of biomedical the need of cold storage that can achieve temperature of -80°C is wanted because with that temperature biomedical specimen can not easily broken, in industrial application single stage and multi stage refrigeration system can not overcome the gap between the heat that will be absorb and the heat that will be release but it is different with the cascade system. The experiment that is conduct with simple cascade system and the use of natural refrigerants make the cascade system appear to be the best alternative. This paper will explain about the cascade system that will use a hidrocarbon on High Stage and blend refrigerant between R744 and R170 on Low Stage. The experimant is conduct with propane refrigerant in the high Stage and variation of blend refrigerant between R744 and R170, the use of pure CO2 and the use of pure etahne. The lowest temperature that can be reached is -94.8°C with pure CO2 but the temperature is unstable and the stable temperature is achieve by pure ethane -77.95°C with the COP 0.77. For the blend composistion the highest COP is 0.58 with 60%R744 an 40%R170."

"Kegiatan dan penelitian biomedis dibutuhkan cold storage yang mencapai -80oC dan untuk itu digunakan mesin refrijerasi cascade. Studi simulasi dan eksperimen sebelumnya mengindikasikan campuran karbondioksida dan ethane mampu mencapai temperatur -80oC (Darwin et.al, 2008). Namun demikian, temperatur minimum tersebut masih belum stabil. Penelitian ini bertujuan untuk mencari kerja prestasi yang optimal dari sistem refrijerasi cascade dengan menggunakan campuran ethane dan karbon dioksida. Kinerja sistem refrijerasi cascade dipengaruhi oleh temperatur pada alat penukar kalor, untuk mencari kerja prestasi (COP) optimal dilakukan dengan cara menganalisa pengaruh beban pendinginan terhadap kinerja sistem refrijerasi cascade melalui variasi beban pendinginan dan varisasi panjang pipa kapiler. Temperatur evaporasi low stage terendah pada pengujian mencapai -50,89 °C. Nilai COP tertinggi adalah 0,43 yang terdapat pada pipa kapiler dengan panjang 3 meter pada beban 60 watt.

---

Research and activity biomedical need the cold storage that reach -80 °C and cascade refrigeration machine is used. Cascade refrigeration system consist of two refrigeration machine minimum that are connected to heat exchanger (ASHRAE handbook, 2006). Simulation and experimental studies before indicate mixture of carbon dioxide and Ethane can reach the temperatures -80 ° C (Darwin et.al, 2008). However, the minimum temperature is not stable.

The objective of this research is to find out optimal work performance from cascade refrigeration system by using the mixture of ethane and carbon dioksida. Cascade refrigeration system performance is affected by temperature at the heat exchanger. Finding out of work performance (COP) optimally performed by analyzing the influence of cooling load to cascade refrigeration system performance through cooling load and capillary tube length variations. In testing stage, evaporation temperature the lowest of low stage is -50.89 °C. The highest COP is 0.43 that can be found in the capillary tube with length of 3 meters at 60 Watts load."