Development Of Hybrid Air Conditioning System Using Phase Change Material

Al-Qorni, Muhammad Nursyaiful Akbar (2025) Development Of Hybrid Air Conditioning System Using Phase Change Material. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5019211089-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until April 2027. Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Meningkatnya suhu bumi akibat pemanasan global telah menyebabkan terjadinya perubahan iklim dengan peningkatan suhu yang cukup signifikan selama 30 tahun terakhir menjadi 27,2˚C dengan anomali mencapai 0,5˚C. Berdasarkan standar ASHRAE, desain ruangan di Indonesia dengan lingkungan yang nyaman adalah pada rentang suhu 24˚C - 27˚C dan kelembaban udara 60% ± 5%. Untuk mencapai tingkat kenyamanan tersebut, diperlukan teknologi pengkondisian udara atau yang biasa disebut Air Conditioner (AC). Penggunaan AC pada gedung terus meningkat karena suhu atmosfer yang semakin panas. Sebagai upaya untuk menekan konsumsi energi, maka dilakukan penelitian untuk mengembangkan AC hybrid hemat energi dengan menggunakan Phase Change Material (PCM). Spesifikasi AC yang digunakan adalah AC tipe Inverter 1,0 PK dengan kapasitas pendinginan 9200 Btu/hr dengan menggunakan refrigeran R-32. Sistem AC Hybrid dirancang dengan cara mengganti evaporator dengan evaporator dengan panjang 12,6 meter dengan luas sirip 2,2 meter persegi, diantara sirip-sirip tersebut terdapat 5 kompartemen PCM dengan total volume 12 liter. Jenis PCM yang digunakan pada penelitian ini adalah Soya Oil + Paraffin dengan perbandingan 1:25. Pada sistem ini, proses pendinginan ruangan dari suhu 28 derajat menjadi 22 derajat dan proses pembekuan PCM menjadi suhu 10 derajat (proses charging) membutuhkan waktu selama 130 menit dan 47 menit untuk mempertahankan suhu ruangan pada kisaran 22 derajat hingga 25 derajat serta mencairkan PCM (proses discharging). Kemudian pada fase charging dan discharging yang kedua, AC hybrid membutuhkan waktu selama 46 menit untuk fase charging dan 63 menit untuk fase discharging. Dimana waktu untuk proses charging dan discharging tersebut adalah untuk mempertahankan suhu ruangan dari 22 derajat hingga 25 derajat. Perbandingan nilai COP AC konvensional dan AC hybrid menunjukkan bahwa nilai COP AC hybrid lebih hemat energi. Nilai COP rata-rata AC hybrid adalah 9,49 dan nilai COP rata-rata AC konvensional adalah 7,01. Untuk perbandingan penggunaan energi dari AC hybrid dan AC konvensional ketika AC bekerja selama 7 jam per hari, AC hybrid lebih hemat energi dibandingkan AC konvensional. Dimana penggunaan energi AC hybrid adalah 3,8 kWh dan penggunaan AC konvensional adalah 3,76 kWh.
===================================================================================================================================
The increase in the earth's temperature due to global warming has caused climate change with a significant increase in temperature over the past 30 years to 27.2˚C with an anomaly reaching 0.5˚C. Based on ASHRAE standards, the design of a room in Indonesia with a comfortable environment is in the temperature range of 24˚C - 27˚C and humidity of 60% ± 5%. To achieve this level of comfort, air conditioning technology or what is commonly called Air Conditioner (AC) is needed. The use of AC in buildings continues to increase due to the increasingly hot atmospheric temperature. In an effort to reduce energy consumption, research was conducted to develop an energy-efficient hybrid AC using Phase Change Material (PCM). The specifications of the AC used are 1.0 PK Inverter type AC with a cooling capacity of 9200 Btu/hr using R-32 refrigerant. The Hybrid AC system is designed by changing the evaporator with a 12.6 meter long evaporator with a fin area of 2.2 square meters, between the fins there are 5 PCM compartments with a total volume of 12 liters. The type of PCM used in this study is Soya Oil + Paraffin with a ratio of 1:25. In this system, the room cooling process from a temperature of 28 degrees to 22 degrees and the PCM freezing process to a temperature of 10 degrees (charging process) takes 130 minutes and 47 minutes to maintain the room temperature in the range of 22 degrees to 25 degrees and melt the PCM (discharging process). Then in the second charging and discharging phase, the hybrid AC takes 46 minutes for the charging phase and 63 minutes for the discharging phase. Where the time for the charging and discharging processes is to maintain the room temperature from 22 degrees to 25 degrees. Comparison of the COP values of conventional AC and hybrid AC shows that the COP value of the hybrid AC is more efficient. The average COP value of the hybrid AC is 9.49 and the average COP value of the conventional AC is 7.01. For a comparison of energy use from hybrid AC and conventional AC when the AC works for a period of 7 hours per day, the hybrid AC is more energy efficient than conventional AC. Where the use of hybrid AC energy is 3.8 kWh and the use of conventional AC is 3.76 kWh.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Air Conditioning, Parafin, Soya Oil. Pendingin Udara, Parafin, Minyak Kedelai.
Subjects:	V Naval Science > VM Naval architecture. Shipbuilding. Marine engineering > VM471 Ships--Electric equipment 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:	Muhammad Nursyaiful Akbar
Date Deposited:	04 Feb 2025 02:20
Last Modified:	04 Feb 2025 02:20
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/118099

Actions (login required)

View Item