Studi Komputasional Sistem Refrigerasi Cascade R290/R404A Pada Reefer Container 1/2 Ton

Hadidaffa, Verrill Rafi (2023) Studi Komputasional Sistem Refrigerasi Cascade R290/R404A Pada Reefer Container 1/2 Ton. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 04211940000116-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 September 2025. Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Reefer Container konvensional pada umumnya menggunakan siklus kompresi uap satu tingkat dimana suhu yang dihasilkan sekitar -20˚C. Maka dari itu untuk peningkatan suhu yang lebih baik dan efisiensi sistem sendiri dalam penelitian ini dilakukan yaitu pengubahan sistem refrigerasi dari satu tingkat atau single-stage menjadi cascade dimana pada sistem tersebut merupakan penggabungan sistem kompresi uap satu tingkat menjadi dua dengan dua jenis refrigeran, dua kompressor dan ditambahkan Heat Exchanger dimana pada HE (Heat Exchanger) terdapat kondensor LS (Low Stage) dan evaporator HS (High Stage). Sistem cascade sendiri dapat mencapai suhu yang lebih rendah dibandingkan konvensional atau single-stage. Pada sistem refrigerasi cascade juga memiliki efisiensi sistem pendinginan yang lebih baik COP (Coefficient of Perfomance) akan tetapi konsumsi energi yang dihasilkan lebih tinggi dikarenakan pengaruh daya kompresor yang lebih tinggi dibandingkan dengan sistem refrigerasi konvensional atau single-stage. Penelitian ini ditujukan untuk menentukan parameter desain yang lebih optimal dan baik. Untuk sistem refrigerasi konvensional menggunakan refrigeran R404A dan sistem refrigerasi cascade menggunakan refrigeran R290 untuk HS (High State) dan R404A untuk LS (Low State) dengan parameter pada evaporator -20˚C dan temperatur kondensor 35˚C kemudian pada Heat Exchanger Low Stage -5˚C dan pada High Stage -10˚C, serta menganalisa konsumsi energi dan biaya tarif nilai ekonomi tiap sistem refrigerasi per hari dan per bulan. Untuk parameter yang telah ditetapkan sebelumnya akan disimulasikan dengan software Pack Calculation Pro dan didapatkan nilai COP (Coefficient of Perfomance) untuk sistem refrigerasi konvensional R404A sebesar 1,71 dan untuk sistem cascade R290/R404A sebesar 1,93. Sedangkan untuk konsumsi energi total pada konvensional R404A sekitar 8176,3 kWh dan untuk cascade R290/R404A sebesar 24156,1 kWh. Kemudian untuk tarif biaya listrik sistem cascade lebih tinggi/mahal dengan total tarif sebesar Rp 26,927,770 per tahunnya dibandingkan konvensional sebesar Rp 9.114.448,66 dengan perbedaan tarif sekitar Rp 17,813,322
=====================================================================================================================================
Conventional reefer containers typically use a single-stage vapor compression cycle, where the resulting temperature is around -20˚C. Therefore, for better temperature control and system efficiency, this research aims to modify the refrigeration system from a single-stage to a cascade system. The cascade system combines two single-stage vapor compression systems, each with its own refrigerant, compressor, and a Heat Exchanger (HE). The HE contains a Low Stage (LS) condenser and a High Stage (HS) evaporator. The cascade refrigeration system can achieve lower temperatures compared to the conventional single-stage system. It also exhibits a higher Cooling Coefficient of Performance (COP), indicating better cooling efficiency. However, the cascade system consumes more energy due to the increased power demand from the compressors compared to the conventional single-stage refrigeration system. This study aims to determine the optimal and efficient design parameters. The conventional refrigeration system uses refrigerant R404A, while the cascade refrigeration system uses R290 for HS and R404A for LS. The evaporator operates at -20˚C, and the condenser temperature is 35˚C. The Low Stage in the Heat Exchanger operates at -5˚C, and the High Stage at -10˚C. The research also analyzes the energy consumption and economic costs for each refrigeration system on a daily and monthly basis. Using the predefined parameters, simulations are conducted using the Pack Calculation Pro software. The COP for the conventional R404A refrigeration system is found to be 1.71, while the cascade R290/R404A system has a COP of 1.93. The total energy consumption for the conventional R404A system is approximately 8176.3 kWh, while the cascade R290/R404A system consumes around 24156.1 kWh. Furthermore, the electricity cost for the cascade system is higher, totaling Rp 26,927,770 per year, compared to the conventional system, which costs Rp 9,114,448.66. This results in a tariff difference of approximately Rp17,813,322.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Cascade, COP, Konsumsi Energi, Reefer Container, Sistem Refrigerasi; Cascade, COP, Energy Consumption, Reefer Container, Refrigeration System
Subjects:	V Naval Science > VM Naval architecture. Shipbuilding. Marine engineering > VM485 Cold storage on ships. Marine refrigeration.
Divisions:	Faculty of Marine Technology (MARTECH) > Marine Engineering > 36202-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Verrill Rafi Hadidaffa
Date Deposited:	28 Aug 2023 01:16
Last Modified:	28 Aug 2023 01:16
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/102161

Actions (login required)

View Item