CHILLER
DEFINISI CHILLER
Chiller adalah mesin yang menghilangkan panas dari cairan melalui kompresi-uap atau siklus refrigerasi absorpsi. Cairan ini kemudian dapat diedarkan melalui penukar panas untuk mendinginkan udara atau peralatan yang diperlukan.
APLIKASI CHILLER Penggunaan di(AC)
Dalam sistem pengkondisian udara, air dingin biasanya didistribusikan ke penukar panas, atau gulungan, di udara unit penanganan, atau jenis lain dari perangkat terminal yang mendinginkan udara dalam ruang masing-masing (s), dan kemudian air dingin yang kembali beredar kembali untuk chiller yang akan didinginkan lagi. Ini koil pendingin perpindahan panas sensibel dan panas laten dari udara ke air dingin, sehingga pendinginan dan biasanya dehumidifying aliran udara. Sebuah chiller khas untuk aplikasi penyejuk udara dinilai antara 15 sampai 1.500 ton (180.000 untuk 18.000.000 BTU / jam atau 53 untuk 5.300 kW) pada kapasitas pendinginan. suhu air dingin dapat berkisar 35 dan 45 derajat Fahrenheit atau 1,5-7 derajat Celsius, tergantung pada persyaratan aplikasi.
Penggunaan dalam Industri
Dalam aplikasi industri,air dingin atau cairan lain dari chilller,dipompa melalui proses atau peralatan laboratorium.Industri pendingin ,digunakan untuk pendinginan yang dikendalikan produk,mekanisme dan mesin pabrik diberbagai industri,dimana mereka sering digunakan dalam industri plastik yang dicetak dicetak injeksi dan blow,minyak pemotong logam kerja,peralatan las,die-casting dan mesin perkakas,proses kimia,formulasi farmasi,pengolahan makanan dan minuman,pengolahan kertas dan semen,sistem vakum dan stasiun pembangkit listrik,peralatan analitis,semikonduktor,udara tekan dan pendinginan gas.
Selain itu pula digunakan untuk mendinginkan barang-barang yang mempunyai panas tinggi seperti mesin MRI dan laser di rumah sakit,hotel dan kampus.
Seleksi Chiller
Spesifikasi penting yang perlu dipertimbangkan ketika mencari pendingin industry termasuk biaya siklus hidup total,sumber listrik,chiller rating IP,kapasitas chiller pendingin,kapasitas evaporator, bahan evaporator, tipe evaporator,bahan kondensor,kapasitas kondensor,suhu lingkungan,tipe motor kipas,tingkat kebisingan,bahan pipa internal,jumlah compressor,jenis compressor,jumlah sirkuit kulkas,persyaratan pendingin,suhu debit fluida dan COP ( rasio antara kapasitas pendinginan di RT dengan energy yang dikonsumsi oleh seluruh chiller di KW).Untuk menengah,pendingin besar harus berkisar 3.5 – 7.0 dengan nilai yang lebih tinggi yang berarti effisiensi yang lebih
tinggi.Chiller effisiensi sering ditentukan dalam kilowatt per Ton pendinginan ( KW / RT ).
Proses pompa spesifikasi yang pentig untuk dipertimbangkan termasuk aliran proses,tekanan proses,bahan pompa,elastomer dan bahan poros sil mekanik.Jika suhu air dingin lebih rendah dari -5◦C,maka pompa khusus harus digunakan agar bias dengan konsentrasi tinggi dari etilena glikol.
Spesifikasi lainnya yaitu termasuk ukuran tanki air internal dan bahan-bahan dengan ampere beban penuh.
Fitur panel control yang harus dipertimbangkan ketika memilih antara chiller industry termasuk yaitu: 1. Panel control local
2.Indikator kesalahan 3.Indikator Tekanan 4.Indikator temperature.
Fitur tambahan lainnya yaitu ; alarm darurat,bypass gas panas,peralihan kota air dan kastor
Teknologi Vapor-Compression Chiller
Pada dasarnya,ada empat jenis compressor yang digunakan dalam pendingin kompresi uap al : 1.Kompresi balik
2.Gulir Kompresi
3.kompresi sekrup-driven
4.Kompressi sentrifugal.(untuk semua mesin mekanik yang dapat didukung oleh motor listrik,uap ataupun turbin gas )
Dimana menghasilkan efek pendinginan melalui siklus “ REVERSE RANKINE”
Yang dikenal dengan uap compression.Dengan penolakan panas evaporative cooling,koofesien mereka of kinerja ( COP ) sangat tinggi,biasanya 4.0 atau lebih.
Dalam beberapa tahun terakhir,penerapan teknologi Variable Speed Drive telah meningkatkan effisiensi chiller kompressi uap,diman The VSD pertama kali diterapkan untuk chiller compressor sentrifugal ( 1970-an ) ,dan sekarang telah diterapkan untuk sekrup rotary dan compressor gulir teknologi Pendingin
Sebuah chiller uap kompressi menggunakan refrigerant secara internal sebagai fluida kerja.Refrigeran banyak pilihan yang tersedia,ketika memilih sebuah chiller,persyaratan aplikasi temperature pendinginan dan karakteristik refrigerant pendinginan perlu dicocokkan,parameter penting yang perlu dipertimbangkan al: temperature,operasi dan tekanan.
Factor lingkungan yang perlu diperhatikan al: Potensi penipisan ozon ( ODP ),pemanasan global ( GWP ) dan kebutuhan pendingin yang perlu dipertimbangkan sehingga chiller besar kemungkinan bisa berlangsug selama 25 tahun atau lebih dalam aplikasi intermiten.
CARA KERJA
Bagaimana Teknologi bekerja secara Adsorpsi
Pendingin adsorpsi,didorong oleh air panas,air panas tersebut mungkin berasal dari sejumlah sumber industry,termasuk limbah panas dari proses industry,panas utama dari instalasi panas matahari atau dari knalpot,air panas,jaket mesin piston ataupun turbin. . Prinsip adsorpsi didasarkan pada interaksi antara gas dan padatan. Dengan adsorpsi dingin, interaksi molekul antara padat dan gas memungkinkan gas yang akan terserap ke dalam solid. Ruang adsorpsi chiller diisi dengan bahan padat, gel silika, menghilangkan kebutuhan untuk memindahkan bagian dan menghilangkan kebisingan yang terkait dengan bagian-bagian yang bergerak. Silika gel menciptakan kondisi kelembaban yang sangat rendah yang menyebabkan refrigeran air menguap pada suhu rendah. Ketika air menguap di evaporator, itu mendinginkan air dingin.
Penggunaan pengering silika gel membuat biaya pemeliharaan dan biaya operasional chiller adsorpsi rendah.
Bagaiman Sistem kerja Penyerapan teknologi
Siklus termodinamika penyerapan pendingin didorong oleh sumber panas,dimana panas ini biasanya dikirim ke chiller melalui uap,air panas,atau pembakaran.Dibandingkan dengan pendingin bertenaga listrik,mereka memiliki kebutuhan daya listrik yang sangat rendah yang jarang di atas 15 kw konsumsi gabungan untuk kedua solusi dan pompa-pompa refrigerant.namun,panas mereka persyaratan masukkan yang besar dan COP 0.5 ( single-akibat ) untuk 1.0 ( efek ganda ).untuk kapasitas tonase yang sama,mereka butuh jauh lebih besar daripada menara pendingin-pendingin uap kompressi.Namun pendingin serapan,dari effisiensi-energi point of –
view,panas grade tinggi atau limbah panas yang sudah tersedia.Dalam iklim yang sangat cerah,energy surya telah digunakan untuk mengoperasikan pendingin serapan.
Siklus penyerapan efek tunggal menggunakan air sebagai refrigeran bromida dan lithium sebagai penyerap. Ini adalah afinitas kuat bahwa kedua zat miliki untuk satu sama lain yang membuat siklus kerja. Seluruh proses
terjadi pada hampervakum lengkap.
1.Solusi Pompa : Sebuah larutan litium Bromida dikumpulkan didasar shell absorber,dari sini sebuah pompa kedap udara solusi bergerak melalui shell dan tube penukar panas untuk pemanasan awal.
2.Generator : Setelah keluar dari penukar panas,larutan encer bergerak ke atas shell,solusinya mengelilingi seikat tabung yang membawa uap atau air panas.kemudian di transfer panas kedalam kolam larutan litium bromide.Solusi mendidih,mengirim uap refrigerant ke atas ke condenser dan meninggalkan litium bromide terkonsentrasi.kemudian bergerak ke penukar panas,dimana didinginkan oleh solusi lemah yang dipompakan ke generator.
3.Kondensor :The uap refrigerant bermigrasi melalui eliminator kabut ke bundel tabung kondensor sehingga mengembun uap refrigerant pada tabung.Panas akan dihapus oleh air yang brergerak melalui bagian dalam tabung,Refrigerant yang mengembun,ia mengumpilkan dalam sebuah palung dibagian bawah kondensor.
4.Evaporator : Cairan refrigerant bergerak dari kondensor di shell atas bawah untuk evaporator di shell yang lebih rendah dan disemprotkan selama bundel tabung evaporator.Karena kekosongan ekstrim dari shell yang lebih rendah ( 6 mmHg ( 0.8 kPa ) tekanan mutlak),cairan refrigerant mendidih sekitae 39◦F dan menciptakan efek refrigerant.
5.Absorber :Sebagai uap refrigerant berpindah ke penyerap dari evaporator,maka solusi litium bromide kuat dari generator disemprotkan dari atas bundel pipa absorber.Solusi litium kuat Bromida menarik refrigerant ke dalam larutan dan menciptakan vakum ekstrim di evaporator.penyerapan uap refrigerant
ke dalam larutan litium bromide juga menghasilkan panas yang dihapus oleh air pendingin,kemudian litium bromide encer berkumpul dibagian bawah kulit yang lebih rendah dan mengalir ke pompa solusi.Siklus pendingin selesai dan dilakukan proses yang dimulai sekali lagi.
Industri teknologi chiller
Industri chiller biasanya dikemas lengkap sebagai sistem loop tertutup, termasuk kondensor unit chiller,, dan stasiun pompa dengan pompa sirkulasi, katup ekspansi, ada aliran-shutdown, tangki air internal dingin, dan pengendalian suhu. Tangki internal membantu menjaga suhu air dingin dan mencegah spike temperatur dari terjadi. Closed loop pendingin industri recirculate pendingin bersih atau air bersih dengan addititives kondisi pada suhu konstan dan tekanan untuk meningkatkan stabilitas dan kemampuan untuk memproduksi mesin air-cooled dan instrumen. Air mengalir dari chiller ke titik aplikasi penggunaan dan kembali.
Jika perbedaan suhu air antara inlet dan outlet yang tinggi, maka tangki air besar eksternal akan digunakan untuk menyimpan air dingin. Dalam hal ini air dingin tidak akan langsung dari chiller ke aplikasi tersebut, namun pergi ke tangki air eksternal yang bertindak sebagai semacam "buffer suhu." Tangki air dingin jauh lebih besar daripada tangki air internal. Air dingin pergi dari tangki eksternal untuk aplikasi dan kembali air panas dari aplikasi akan kembali ke tangki eksternal, bukan untuk chiller.
Loop terbuka kurang umum pendingin industri mengontrol suhu cairan dalam tangki terbuka atau bah dengan terus-menerus sirkulasi itu. Cairan diambil dari tangki, dipompa melalui chiller dan kembali ke tangki. Sebuah indera termostat adjustable suhu makeup cair, bersepeda chiller untuk mempertahankan suhu konstan
di dalam tangki.
Salah satu perkembangan baru dalam pendingin air industri adalah penggunaan air pendingin bukannya pendinginan udara. Dalam hal ini kondensor tidak mendinginkan panas dengan pendingin udara, tetapi menggunakan air didinginkan oleh sebuah menara pendingin. Perkembangan ini memungkinkan pengurangan kebutuhan energi lebih dari 15% dan juga memungkinkan penurunan yang signifikan dalam ukuran chiller karena luas permukaan kecil dari kondensor berbasis air dan tidak adanya penggemar. Selain itu, tidak adanya penggemar memungkinkan untuk tingkat kebisingan berkurang secarasignifikan.
Kebanyakan industri pendingin digunakan sebagai media pendingin untuk pendinginan, tetapi beberapa mengandalkan teknik sederhana seperti udara atau air mengalir melalui koil pendingin berisi untuk mengatur suhu. Air adalah pendingin paling sering digunakan dalam proses pendingin, walaupun campuran pendingin (kebanyakan air dengan aditif pendingin untuk meningkatkan disipasipanas)seringdigunakan.
4 Langkah Mudah Menghitung Kapasitas Chiller
Untuk melakukan sizing atau menghitung besarnya kapasitas pendinginan dari sebuah mesin pendingin (chiller) atau refrigerator, diperlukan setidaknya tiga data. Data tersebut adalah temperatur air pendingin (chilled cooling water) yang masuk ke mesin, temperatur air pendingin yang kita perlukan dan laju alir air pendingin.Lalu, bagaimana cara menghitung kapasitas chiller yang kita butuhkan? Langkahnya sangat sederhana, seperti yang saya kutip dari waterchiller.com. Apapun aplikasinya nanti, kapasitas chiller dapat dihitung dengan cara:
Langkah-1
Hitung selisih temperatur (dT) antara air pendingin yang masuk chiller dan temperatur air pendingin yang kita perlukan.
Langkah-2
Hitung panas yang harus diserap oleh chiller dalam BTU per jam, yaitu: laju alir (gallon per jam) x 8.33 x dT F
Langkah-3
Hitung kapasitas pendinginan dalam tons: panas yang harus diserap (BTU/jam) ÷ 12,000
Langkah-4
Tambahkan allowance (oversize) kapasitas pendinginan dari kondisi ideal yang dihitung di Langkah-3 sebesar 20% (ton): Tons x 1.2.
CHILLER CALCULATION
Prinsip Perhitungan Chiller System pada Paraffin Oil Distilate. Basis perhitungan dengan total feed : 6000 barels/day
1 barel : 5.6144 cuft
SG 60 / 60℉ : 0.8534
°API Gravity : 34.3
Density air : 62.43 lb.cuft
Density Oil : 0.8534 x 62.43 lb cuft. Jadi jumlah Par.oil Dist = 6000 x 5.6144 x 0.8534 x 62.34
= 1794736 lb/day = 74780.666 lb/hr
Spesific Heat Par.Oil Dist. =0.49 Btu / lb℉ ( grafik 1 hal : 56) Selisih Temperature POD inlet dan outlet Chiller = 120 – 88 = 32℉
Qa = m x cp x dt
Dimana : Qa = Jumlah panas yang dilepas oleh POD terhadap Brine Water ( btu/hr )
cp = Spesific Heat Par.Oil Dist (Btu/lb℉)
dt = Selisih Temp.POD Inlet dan
Outlet Chiller (℉) Jadi : Qa = lb/hr x Btu/lb℉ x ℉
= 74780.666 X 0.49 X 32 = 1172560.8 Btu/hr Slack wax
Slack wax = 21% vol
°API Slack Wax = 38.5
SG 60/60 = 0.8324
Jadi Jumlah Slack Wax = 21 X 0.8324%wt on total feed = 17.48%wt on total feed = 0.1748 x 74780.666 lb/hr = 13071.659 lb/hr
Oil Content Slack Wax = 20.3 % wt
Jadi Wax content = 79.7%
= 10418.112 lb/hr Panas Kristalisasi of Wax = 75.6 Btu/lb
Panas yang dikeluarkan untuk kristalisasi………..( Qb ) Qb = 75.6 x 10418.112 Btu/hr
= 787609.26 Btu/hr
Jadi total Panas yang dilepas oleh POD………( Q pod ) Qpod = Qa + Qb
= 1172560.8 + 787609.26 Btu/hr = 1960170 Btu /hr.
(lihat Tabel 2 hal 55 ) NH3 Simulasi
Meter Factor : 455.0885 MSCFD
Unit 1. F.R : 4.4 = 4.4 x 455.0885 = 2002.3894 MSCFD Unit 2-3 FR : 4.5 = 4.5 x 455.0885` = 2047.8982 MSCFD
B.M NH3 = 17 1 lb mol = 379 Cuft
Total Rate NH3 = 4050.2876 MSCFD
= 4050.2876/24 = 168761.98 cuft/hr Ammoniak yang terpakai / sirkulasi : = 168761.98 x 17
379 = 7569.7987 lb/hr Perhitungan Panas Amoniak : QNH3 = W x H
Dimana : Q NH3 = Jumlah Panas yang diserap NH3 ( Btu/hr) W = Jumlah Total rate NH3 ( lb/hr)
H = Selisih Entalphy NH3 Vapor & liquid (Btu/lb)
Enthalpy NH3 vapor pada heat Brine cooler ( 50 Psig ) = 621 Btu/Lb Enthalpy NH3 liquid pada Anhydrous drum ( 185 Psig ) = 150 Btu/lb
H = 471 Btu/lb Jadi NH3 : = 7569.7987 x 4.71 Btu/hr
= 3565375.1 / 12000 = 297 Ton of refrigeration ( Lihat table 1 hal.54 atau grafik 2 hal 57 )
Rite Brine Water Cooler 1 = 29527 GPH
Rite Brine Water Cooler 2 = 30083 GPH
Rite Brine Water Cooler 3 = 30083 GPH Total Rite Brine Water = 89693 GPH
= 89693 x 3.875 x 1000 lb/hr 453.6
= 748430.34 lb/hr Spesific Heat Brine Water = 1 Btu / lb℉
Selisih Temperature Brine water inlet & outlet = 60 – 55.5 = 4.5 ℉
QBW = m x cp x dt
Dimana : QBW = Jumlah panas yang dilepas Brine water ( Btu/hr )
Cp = Spesific Heat Brine water ( Btu/lb℉) Dt = Selisih Temperatur brine water inlet &
outlet cooler
Jadi QBW = lb/hr x Btu/lb℉ x ℉
= 748430.34 x 1 x 4.5 = 3367936.5 Btu/hr Jadi:
1.Pada Brine cooler :
QNH3 = QBW = 3565375.1 Btu/hr………….Theoritis QNH3 = QBW = 3367936.5 Btu/hr…………. Actual
Effisiensi Brine Cooler = 3367936.5 x 100% = 94.46 % 3565375.1 2.Pada Chiller : QPOD = QBW = 3565375.1 Btu/hr………Theoritis QPOD = QBW = 1960170.0 Btu/hr……….Actual Effisiensi Chiller = 1960170 x 100 % = 55% 3565375.5 Untuk basis feed stock 4000 bbls/day,maka akan diperoleh :
= 1196490.6 lb/day = 49853.777 lb/hr
Qa = 49855.777 x 0.49 x 32 Btu /hr = 781707.22 Btu /hr
Jumlah Slack Wax = 21 % vol
= 21 x 0.8324 % wt on total feed = 17.48 % wt = 0.1748 x 49855.777 lb/hr = 8714.44 lb / hr Wax content = 79.7 % wt = 0.797 x 8714.44 lb/hr = 6945.4085 lb/hr Panas kristalisasi wax = 75.6 btu/lb
= 6945.4085 x 75.6 = 525072.89 btu/hr Total Panas yang dilepas oleh POD terhadap brine water
= 781707.22 + 525072.89 Btu/hr = 1306780.1 btu/hr
Effisiensi Chiller = 55 %
QBW = QNH3 = 100 X 1306780.1 = 2375963.6 Btu/hr….Theoritis = 198 ton of refrigeration.
Effisiensi Brine Cooler = 94.46 %
QBW actual = 0.9446 x 2375963.6 = 2244335.2 btu/hr Jadi Brine water yang dibutuhkan
= 2244335.2 lb/hr 1 x 4.5 = 498741.15 lb / hr = 498741.15 x 453.6 GPH 3.785 x 1000 = 59769.878 GPH
Perhitungan dan Pemilihan Chiller
Pemilihan chiller diperoleh berdasarkan tabel berikut : pemilihan yang ideal adalah berdasarkan kapasitas penutupan tabel mesin 1 tabel 2 dan 3.
Mereka saling melengkapi atas dasar kilo produk atau injector hp Contoh : Berdasarkan Tabel 1
Jika anda berkendara tiga suntikan 150 sampai 200 ton,chiller akan direkomendasikan hanya 15 toneladassi dingin cetakan,jika anda ingin mendinginkan cetakan dan minyak 20 ton.
Tabel untuk perhitungan dan pemilihan mesin injeksi Chiller
1. Atas dasar injeksi ton penutupan atau kekuatan mesin Catatan : cal = 3.024 K 1 ton pendinginan
Contoh :
Cetakan dan minyakk pendingin sebuah mesin 150 ton 16.000
2200 ton mesin 40.000,Jumlah k kal /jam 56.000 Ton = 56.000n
3024
Daftar Pustaka
www.google.com
Wax Plant Sungai Gerong UP III di kutip dari Laporan Kerja Praktek Ir.H Abdul Hamid
