Prinsip operasi sistem pengumpulan tidak langsung melibatkan implementasi dari dua subsistem terpisah yaitu sistem energi terbarukan (pengumpul surya, PV, turbin angin, dll.) dan pabrik untuk mengubah energi yang dikumpulkan menjadi air tawar. Beberapa contoh menggunakan energi terbarukan untuk tenaga pabrik desalinasi disajikan di bagian ini. Subsistem pabrik didasarkan pada salah satu dari berikut:

• Proses perubahan fase , yang menggunakan multi-stage flash (MSF), multiple effect boiling (MEB), atau vapor compression (VC) digunakan.
• Proses membran, dimana reverse osmosis (RO) atau elektrodialisis (ED) diterapkan.

Prinsip operasi proses perubahan fase memerlukan penggunaan kembali kalor laten penguapan untuk memanaskan umpan sementara pada saat yang sama mengembunkan uap untuk menghasilkan air tawar. Kebutuhan energi sistem ini secara tradisional terdefinisi pada unit distilat yang diproduksi per satuan massa (kg atau lb) dari uap atau per 2326 kJ (1000 Btu) masukan panas, yang sesuai dengan kalor laten dari penguapan pada 73° C. Rasio dimensi ini dalam kg/2326 kJ atau lb/1000 Btu dikenal sebagai rasio kinerja / performance ratio (PR). Prinsip pengoperasian proses membran mengarah pada produksi langsung listrik dari energi matahari atau angin, yang digunakan untuk menjalankan pabrik. Energi konsumsi biasanya diungkapkan dalam kWh_e /m³.

The Multi-Stage Flash (MSF) Process

Proses MSF terdiri dari serangkaian elemen, yang disebut tahapan/stages. Di setiap tahap, uap kondensasi digunakan untuk memanaskan umpan air laut. Dengan pemecahan perbedaan suhu keseluruhan antara sumber hangat dan air laut menjadi sejumlah tahap yang besar, sistem mendekati pemulihan kalor laten total yang ideal. Pengoperasian sistem ini membutuhkan gradien tekanan di pabrik. Instalasi komersial saat ini dirancang dengan 10 – 30 tahap (penurunan suhu 2° C per tahap).

Sistem dibagi menjadi bagian pemulihan panas dan penolakan panas. Air laut diumpankan melalui bagian penolakan panas, yang menolak energi panas dari pabrik dan membuang produk dan air garam pada suhu serendah mungkin.

Umpan kemudian dicampur dengan sejumlah besar air, yang disirkulasikan kembali parbik. Air ini kemudian melewati serangkaian heat exchanger untuk menaikkan suhu. Air selanjutnya memasuki array kolektor surya atau pemanas air garam untuk menaikkan suhunya mendekati suhu saturasi pada tekanan sistem maksimum. Air kemudian memasuki tahap pertama melalui lubang orifice sehingga tekanannya berkurang. Karena air awalnya berada di suhu saturasi untuk tekanan yang lebih tinggi, air tersebut menjadi superheated dan menjadi uap. Uap dihasilkan melewati wire mesh (demister) untuk menghapus setiap tetesan air garam masuk dan kemudian ke heat exchanger di mana airnya kental dan menetes ke dalam baki destilat. Proses ini diulangi melalui pabrik karena baik aliran air asin maupun distilat saat mereka memasuki tahap selanjutnya berada pada tekanan rendah berturut-turut.

The Multiple-Effect Boiling (MEB) Process

Proses MEB juga terdiri dari sejumlah elemen, yang disebut efek. Uap dari satu efek digunakan sebagai pemanas cairan dalam efek lain yang saat mengembun menyebabkan penguapan suatu bagian dari larutan asin. Uap yang dihasilkan melewati efek berikut, di mana, saat mengembun, membuat beberapa larutan lain menguap, dan sebagainya. Agar prosedur ini memungkinkan, efek yang dipanaskan harus dijaga pada tekanan lebih rendah daripada efeknya dari uap pemanas berasal. Larutan-larutan terkondensasi oleh semua efek yang digunakan untuk memanaskan umpan terlebih dahulu. Dalam proses ini, uap air diproduksi oleh flashin dan dengan merebusnya, tapi sebagian besar distilat dihasilkan dengan cara direbus. Tidak seperti pabrik MSF, proses MEB biasanya beroperasi sebagai sistem sekali melalui tanpa resirkulasi massal air garam sekitar pabrik. Desain ini mengurangi persyaratan pemompaan dan kecenderungan scaling.

Seperti halnya pabrik MSF, air garam yang masuk dalam proses MEB lolos melalui serangkaian pemanas, tetapi setelah melewati yang terakhir ini, alih-alih memasuki pemanas air garam, umpan memasuki efek atas, di mana uap pemanas menaikkan suhunya ke suhu saturasi untuk tekanan efek. Sejumlah uap baik dari sistem kolektor surya atau boiler konvensional digunakan untuk menghasilkan penguapan dalam efek ini. Uap kemudian pergi, sebagian memanaskan umpan masuk dan sebagian untuk menyediakan pasokan panas untuk efek kedua yang berada pada tekanan lebih rendah dan menerima umpannya dari air garam efek pertama. Proses ini diulangi sepanjang jalan melalui (bawah) pabrik. Distilat juga melewati pabrik. Baik air garam maupun sulingan flash saat mereka bepergian di pabrik karena pengurangan tekanan progresif.

The Vapor Compression (VC) Process

Di pabrik VC, pemulihan panas didasarkan pada peningkatan tekanan uap dari tahap dengan menggunakan kompresor. Dengan demikian, suhu kondensasi meningkat dan uap dapat digunakan untuk menyediakan energi ke tingkat yang sama datang dari atau ke tahap lain. Seperti sistem MEB, uap yang dihasilkan pada efek pertama digunakan sebagai masukan panas ke efek kedua, yaitu pada tekanan yang lebih rendah. Uap yang dihasilkan pada efek terakhir kemudian diteruskan ke kompresor uap, di mana ia dikompresi dan suhu saturasinya dinaikkan sebelum dikembalikan ke efek pertama. Kompresor mewakili energi utama masukan ke sistem, dan karena kalor laten secara efektif bersiklus di sekitar pabrik, proses memiliki potensi untuk menghasilkan nilai PR tinggi.

Sistem kompresi uap dibagi dalam dua kategori utama mechanical vapor compression (MVC) dan thermal vapor compression (TVC). MVC mempekerjakan kompresor mekanis untuk mengompres uap, sedangkan TVC menggunakan kompresor jet uap.

Reverse Osmosis (RO)

Sistem RO tergantung pada sifat membran semipermeabel yang ketika digunakan untuk memisahkan air dari larutan garam, memungkinkan air tawar untuk masuk ke kompartemen air garam di bawah pengaruh tekanan osmotik. Jika sebuah tekanan lebih dari nilai yang diterapkan pada larutan asin, air tawar akan lolos dari air garam ke bagian air. Secara teoritis, satu-satunya energi yang dibutuhkan adalah memompa air umpan pada tekanan di atas tekanan osmotik. Dalam prakteknya, tekanan yang lebih tinggi harus digunakan, biasanya 50 – 80 atm, untuk mendapatkan jumlah air yang cukup untuk melewati luasan membran. Umpan diberi tekanan oleh tekanan tinggi pompa dan dibuat untuk mengalir melintasi permukaan membran. Bagian dari umpan ini melewati melalui membran, di mana sebagian besar zat terlarut padat dihilangkan. Pengingat, bersama dengan garam yang tersisa, ditolak pada tekanan tinggi. Di pabrik yang lebih besar, secara ekonomi layak untuk memulihkan air garam yang ditolak energi dengan turbin air garam yang sesuai. Sistem seperti itu disebut sistem pemulihan energi reverse osmosis (ER-RO).

Energi matahari dapat digunakan pada sistem RO sebagai sumber penggerak utama pompa atau dengan produksi langsung listrik melalui penggunaan panel fotovoltaik. Energi angin juga dapat digunakan sebagai sumber penggerak utama. Karena biaya satuan listrik yang dihasilkan dari sel fotovoltaik tinggi, pembangkit RO bertenaga fotovoltaik dilengkapi dengan turbin pemulihan energi. Keluaran sistem RO sekitar 500 – 1500 L/d/m² membran, tergantung pada jumlah garam dalam air dan kondisinya dari membran. Membran pada dasarnya adalah fliter yang sangat halus dan sangat peka terhadap pengotoran biologis dan non-biologis. Untuk menghindari pengorotan, pra-perawatan umpan diperlukan sebelum diizinkan untuk kontak dengan permukaan membran.

Electrodialysis (ED)

Sistem elektrodialisis bekerja dengan mengurangi salinitas dengan mentransfer ion dari kompartemen air umpan, melalui membran, di bawah pengaruh perbedaan potensial listrik. Proses menggunakan medan arus listrik DC untuk menghapus ion garam di air payau. Air garam umpan mengandung terlarut garam dipisahkan menjadi sodium bermuatan positif dan ion klorin bermuatan negatif. Ion-ion ini bergerak ke arah berlawanan elektroda bermuatan yang direndam dalam larutan, yaitu, ion positif (kation) pergi ke elektroda negatif (katoda) dan ion negatif (anion) ke elektroda positif (anoda). Jika membran khusus, sebagai alternatif kation permeabel dan anion berpori, pisahkan elektroda, celah tengah antara membran ini adalah garam habis. Dalam proses yang sebenarnya, membran kation dan anion bolak-balik ditumpuk bersama, terpisah oleh spacer plastik aliran yang memungkinkan lewatnya air. Karena proses beroperasi dengan daya DC, energi matahari dapat digunakan dengan elektrodialisis dengan secara langsung menghasilkan beda potensial yang diperlukan dengan panel fotovoltaik.

PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!

>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI

>> YOUTUBE PT TENSOR

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !

Kontributor : Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Kalogirou, Soteris A. 2009. Solar Energy Engineering: Processes and Systems. Amerika Serikat: Elsevier.

Air sangat penting untuk kehidupan. Pentingnya penyediaan air minum dapat hampir tidak tertekan. Air adalah salah satu sumber daya yang paling melimpah di bumi, menutupi tiga perempat permukaan planet. Sekitar 97% dari air bumi adalah air asin di lautan dan 3% (sekitar 36 juta km³) berisi air tawar di kutub (dalam bentuk es), air tanah, danau, dan sungai, yang mensuplai sebagian besar kebutuhan manusia dan hewan. Hampir 70% dari 3% dunia kecil ini air tawar membeku di gletser, penutup salju permanen, es, dan permafrost. Tiga puluh persen dari semua air tawar berada di bawah tanah, sebagian besar di dalam, sulit dijangkau akuifer. Danau dan sungai bersama-sama mengandung sedikit lebih dari 0,25% dari semuanya air tawar. Danau mengandung sebagian besarnya.

Satu-satunya sumber air yang hampir tidak pernah habis adalah lautan. Kelemahan utama mereka adalah salinitas (tingkat kadar garam) tinggi. Oleh karena itu, akan menjadi menarik untuk mengatasi masalah kekurangan air dengan desalinasi air yang secara umum adalah cara untuk menghapus garam dari air laut atau umumnya air asin.

Menurut WHO, batas salinitas yang diizinkan dalam air adalah 500 parts per million (ppm) dan untuk kasus khusus hingga 1000 ppm. Sebagian besar air yang tersedia di bumi memiliki salinitas hingga 10.000 ppm, dan air laut biasanya memiliki salinitas pada kisaran 35.000 – 45.000 ppm. Air payau yang berlebihan menyebabkan masalah perasa, masalah perut, dan efek pencahar. Tujuan dari sistem desalinasi adalah untuk membersihkan atau menjernihkan air payau atau air laut dan suplai air dengan total larut padatan dalam batas yang diizinkan 500 ppm atau kurang.

Proses desalinasi membutuhkan energi dalam jumlah yang signifikan untuk pemisahan garam dari air laut. Sistem desalinasi terpasang pada tahun 2000 dulu sekitar 22 juta m³/d, yang diperkirakan akan meningkat drastis dalam dekade berikutnya. Peningkatan dramatis pasokan air desalinasi akan menciptakan serangkaian masalah, yang paling signifikan adalah yang terkait dengan energi konsumsi dan pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh penggunaan bahan bakar fosil. Mengingat keprihatinan saat ini tentang masalah lingkungan yang terkait dengan penggunaan bahan bakar fosil, jika minyak jauh lebih banyak tersedia, hal itu dipertanyakan apakah kita mampu untuk membakarnya pada skala yang dibutuhkan untuk menyediakan semua orang air tawar bersih. Mengingat tentang efek rumah kaca dan pentingnya dari kadar CO₂, penggunaan minyak ini masih bisa diperdebatkan. Karena itu, selain kecukupan permintaan energi tambahan, lingkungan polusi akan menjadi perhatian utama. Jika desalinasi dilakukan dengan teknologi kuno, kegiatan akan memerlukan pembakaran bahan bakar fosil dalam jumlah yang cukup besar. Di zaman yang semakin modern ini, pemakaian sumber energi terbarukan harus diperbanyak lagi salah satunya menggunakan energi matahari/surya.

Desalinasi surya digunakan alam untuk menghasilkan hujan yang merupakan sumber utama sumber pasokan air tawar. Radiasi matahari jatuh di permukaan laut diserap sebagai panas dan menyebabkan penguapan air. Uap naik di atas permukaan dan digerakkan oleh angin. Ketika uap ini mendingin ke titik embunnya, kondensasi terjadi dan air tawar mengendap menjadi hujan. Semua sistem distilasi buatan manusia adalah duplikasi skala kecil dari proses alami ini.

Desalinasi air payau dan air laut merupakan salah satu cara untuk memenuhi kebutuhan air. Sistem energi terbarukan menghasilkan energi dari sumber yang bebas tersedia di alam. Ciri utama mereka adalah ramah terhadap lingkungan, yaitu, mereka tidak menghasilkan efek berbahaya. Produksi air tawar menggunakan teknologi desalinasi didorong oleh energi terbarukan dianggap menjadi solusi yang layak untuk kelangkaan air di daerah terpencil yang ditandai dengan kekurangan air minum dan sumber listrik. Meskipun sistem desalinasi dengan energi terbarukan tidak bisa bersaing dengan sistem konvensional dalam hal biaya air diproduksi, mereka berlaku di area tertentu dan kemungkinan menjadi solusi pada area lebih luas yang layak dalam waktu dekat.

PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!

>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI

>> YOUTUBE PT TENSOR

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !

Kontributor : Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Kalogirou, Soteris A. 2009. Solar Energy Engineering: Processes and Systems. Amerika Serikat: Elsevier.

https://www.absolicon.com/selected-projects-by-absolicon/solar-desalination-plants-swcc/ (diakses pada tanggal 11 Februari 2022)

Aplikasi lain energi surya yang ditujukan untuk industri pertanian adalah rumah kaca/greenhouse. Fungsi dasar dari rumah kaca adalah untuk menyediakan kondisi lingkungan yang mempercepat proses fotosintesis. Fotosintesis adalah penggerak tanaman untuk pertumbuhan, dimana CO₂ dan H₂O diubah menjadi karbohidrat dan oksigen menggunakan bantuan energi matahari. Fotosintesis sangat sensitif pada faktor lingkungan.

Persyaratan untuk iklim mikro interior rumah kaca bervariasi menurut spesies tanaman tertentu dan tahap pertumbuhannya. Hal ini dicirikan oleh suhu, pencahayaan, dan atmosfer interior, yaitu uap air, karbon dioksida, dan polutan (nitrogen oksida dan belerang).

Metode khusus yang diperlukan untuk menciptakan lingkungan tertentu dan kelangsungan hidup tergantung pada kondisi lingkungan dan nilai dari tanaman untuk dipanen di rumah kaca tertentu. Perlu dicatat bahwa rumah kaca dirancang untuk iklim tertentu dapat menghasilkan lingkungan cocok untuk jenis tanaman spesifik, namun rumah kaca yang sama di lokasi lain atau di tempat yang berbeda waktu tahun mungkin tidak cocok untuk jenis tanaman yang sama. Oleh karena itu, varietas tanaman untuk tumbuh di rumah kaca harus dipilih sesuai dengan lingkungan buatan yang bisa dicapai secara ekonomis.

Tujuan utama untuk pengembangan area tertutup untuk menanam makanan adalah perlindungan pembekuan. Panas biasanya diperoleh dari radiasi matahari dan sumber pembantu. Dengan efek rumah kaca, lingkungan internal suatu ruang dipanaskan oleh gelombang pendek matahari ditransmisikan melalui penutup dan diserap oleh permukaan internal. Permukaan ini memancarkan kembali radiasi panas yang berada pada panjang gelombang yang lebih panjang dan tidak dapat melarikan diri melalui penutup. Dengan cara tersebut, panas terperangkap ke dalam ruangan.

Di tempat di mana musim panas terik, rumah kaca sering kali perlu didinginkan. Di daerah di mana musim panas tidak parah dan suhu lingkungan maksimum tetap kurang dari 33 °C, ventilasi dan teknik bayangan bekerja dengan baik. Dalam suhu lingkungan yang lebih tinggi, Namun, di mana suhu sekitar di musim panas umumnya melampaui 40 ° C, menguapkan pendinginan biasanya diterapkan, yang merupakan cara paling efektif untuk pendinginan rumah kaca. Menguapkan pendinginan dapat menurunkan bagian dalam udara suhu signifikan di bawah udara sekitar, menggunakan fan-pad, sistem kabut, dan sistem pendingin atap. Selain sistem ini, dua gabungan sistem dapat digunakan untuk pemanasan dan pendinginan rumah kaca dengan heat exchanger.

Material Rumah Kaca

Bahan pertama yang digunakan untuk penutup rumah kaca adalah kaca. Sebagai bahan penutup alternatif untuk kaca, kertas yang diminyaki dicoba di Belanda selama akhir abad 18 dan umum digunakan di Jepang hingga abad 20. Setelah perang dunia kedua, bahan plastik menjadi lebih mudah tersedia. Sejak bahan plastik bening pertama kali diproduksi dalam skala komersial, potensinya untuk menggantikan kaca di fasilitas pertanian telah diakui. Dewasa ini, PVC dan film polietilen dilampirkan secara internal ke kerangka rumah kaca, sehingga menciptakan celah udara isolasi di antara penutup luar dan melindungi lingkungan buatan. Polietilena sangat populer untuk aplikasi pertanian karena tersedia lebih luas daripada kebanyakan film lainnya dan rendah biaya, meskipun umurnya pendek sekitar setahun saat terpapar untuk kondisi cuaca yang khas. Selain itu, karena polietilena adalah film plastik yang paling umum aku digunakan, data untuk transmisi cahaya melalui bahan ini mudah didapat.

Umumnya, bahan plastik memiliki sifat transmisi cahaya yang lebih rendah dibandingkan dengan kaca. Selain itu, karena plastik terdegradasi saat terpapar panas dan ultraviolet ringan, umurnya menjadi jauh lebih pendek, biasanya beberapa tahun dibandingkan dengan kaca yang bisa mencapai dekade. Kondensasi di permukaan bagian dalam dari penutup yang dalam beberapa kondisi dapat bertahan di siang hari mengurangi transmisi cahaya. Pengurangan ini lebih terasa dengan plastik dibandingkan dengan kaca karena sudut hantaran yang lebih tinggi antara gelembung air dan plastik, mengarah ke proporsi yang lebih tinggi dari cahaya terpantul.

PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!

>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI

>> YOUTUBE PT TENSOR

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !

Kontributor : Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Kalogirou, Soteris A. 2009. Solar Energy Engineering: Processes and Systems. Amerika Serikat: Elsevier.

https://gml.noaa.gov/outreach/info_activities/pdfs/TBI_greenhouse_effect.pdf (diakses pada tanggal 9 Februari 2022)

https://greenhouseinfo.com/pros-cons-polyethylene-plastic-greenhouse/ (diakses pada tanggal 9 Februari 2022)

https://www.mornglass.com/glass-greenhouse-vs-polycarbonate-greenhouse.html (diakses pada tanggal 9 Februari 2022)

Parabolic trough collectors (PTC) sering digunakan untuk pembangkit uap tenaga surya karena suhu yang relatif tinggi dapat diperoleh tanpa degradasi efisiensi yang serius. Uap suhu rendah dapat digunakan dalam industri, dalam sterilisasi, dan untuk menyalakan evaporator desalinasi.

Sistem steam-flash ditunjukkan secara skematis pada Gambar 1. Dalam sistem ini, air bertekanan untuk mencegah pendidihan disirkulasikan melalui kolektor melintasi katup pelambatan ke dalam flash vessel. Input air umpan yang diolah mempertahankan level di flash vessel dan cairan yang didinginkan kembali disirkulasikan melalui kolektor. Konsep boiling in situ, yang ditunjukkan pada Gambar 2 menggunakan konfigurasi sistem yang serupa tanpa katup flash. Air dingin dipanaskan sampai mendidih dan uap terbentuk langsung di tabung penerima. Biaya modal yang terkait dengan sistem uap langsung dan steam-flash kira-kira sama.

Sistem flash menggunakan fluida kerja panas yang membuat perbedaan suhu melintasi kolektor relatif tinggi. Peningkatan tekanan uap air yang cepat dengan suhu membutuhkan peningkatan yang sesuai dalam tekanan operasi sistem untuk mencegah pendidihan. Peningkatan suhu operasi mengurangi efisiensi termal dari kolektor surya. Peningkatan tekanan di dalam sistem membutuhkan lebih banyak desain komponen kolektor yang kuat, seperti penerima dan pemipaan. Perbedaan tekanan berlebih yang disampaikan tekanan uap diperlukan untuk mencegah mendidih dipasok oleh pompa sirkulasi dan bersifat ireversibel tersebar di katup flash.

Diagram sistem boiler tanpa api ditunjukkan pada Gambar 3. Dalam sistem ini, perpindahan panas fluida disirkulasikan melalui kolektor yang tidak membeku dan non-korosif dan di mana sistem tekanan rendah dan kontrolnya mudah. Faktor-faktor ini sebagian besar mengatasi sistem kelemahan air dan merupakan alasan utama untuk penggunaan minyak perpindahan panas yang dominan dalam sistem surya pembangkit uap industri saat ini.

Kerugian utama dari sistem uap adalah karakteristik fluida kerjanya. Fluida ini sulit untuk ditampung, dan sebagian besar fluida kerja mudah terbakar. Dekomposisi saat fluida terkena ke udara bisa sangat mengurangi suhu titik pengapian dan kebocoran ke beberapa jenis isolasi dan dapat menyebabkan pembakaran pada suhu yang jauh lebih rendah dibandingkan suhu self-ignition terukur. Fluida kerja juga relatif mahal dan menghadirkan masalah polusi yang membuat mereka tidak cocok untuk aplikasi industri makanan.

Fluida kerja memiliki karakteristik perpindahan panas yang jauh lebih buruk daripada air. Mereka lebih kental pada suhu sekitar, kurang padat, dan memiliki kalor jenis rendah dan konduktivitas termal rendah daripada air. Selain itu, koefisien perpindahan panas lebih rendah, jadi ada perbedaan suhu lebih besar diantara tabung penerima dan kolektor fluida. Suhu yang lebih tinggi juga diperlukan menghemat biaya pembelian heat exchanger. Efek ini mengakibatkan efisiensi kolektor berkurang.

Desain Flash Vessel

Untuk memisahkan uap pada tekanan rendah, flash vessel digunakan. Alat tersebut adalah bejana vertikal, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 4 , dengan saluran masuk tekanan tinggi, air suhu tinggi terletak di sekitar sepertiga jalan sampai ketinggiannya. Desain standar dari flash vessel mensyaratkan bahwa diameter bejana dipilih sehingga uap mengalir ke arah penghubung outlet atas tidak lebih dari sekitar 3 m/s. Hal ini sebaiknya memastikan bahwa setiap air tetesan bisa jatuh melalui uap dalam aliran berlawanan ke bagian bawah bejana. Ketinggian yang cukup di atas saluran masuk diperlukan untuk memastikan pemisahan. Pemisahan juga dipermudah dengan memiliki proyeksi saluran masuk ke bawah ke dalam vessel. Air koneksi didesain untuk meminimalkan penurunan tekanan dari bejana ke saluran masuk pompa untuk menghindari kavitasi.

PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!

>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI

>> YOUTUBE PT TENSOR

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !

Kontributor : Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Kalogirou, Soteris A. 2009. Solar Energy Engineering: Processes and Systems. Amerika Serikat: Elsevier.

Parameter terpenting yang perlu diperhatikan dalam desain sistem pemanas air adalah permintaan air panas selama periode waktu tertentu (per jam, harian, atau bulanan). Permintaan energi, D , yang dibutuhkan untuk pembangkitan air panas bersih dapat diperoleh jika volumetrik konsumsi, V , diketahui untuk periode waktu yang dibutuhkan. Juga diperlukan suhu air dingin yang disuplai oleh umum, T_m , dan distribusi air, T_w . Kemudian,

D = Vρc_p (T_w – T_m)

Jika dua suhu dalam persamaan di atas dikenal untuk aplikasi tertentu, satu-satunya parameter yang bergantung pada permintaan energi adalah konsumsi air panas volumetrik. Parameter ini dapat diperkirakan sesuai dengan periode waktu yang diselidiki. Misalnya, untuk kebutuhan air bulanan, persamaan di bawah dapat digunakan:

V = N_daysN_personsV_person

• N_days = jumlah hari dalam sebulan.
• N_persons = jumlah orang yang menggunakan sistem pemanas air.
• V_person = Volume air panas yang dibutuhkan per orang.

Konsumsi volumetrik, V , sangat bervariasi dari orang ke orang dan dari hari ke hari. Hal ini ada hubungannya dengan kebiasaan pengguna, kondisi cuaca lokal, dan berbagai kondisi sosial ekonomi. Hal ini dapat diperkirakan dengan mengingat air panas gunakan untuk berbagai operasi. Operasi khas dan konsumsi untuk penggunaan perumahan ditunjukkan pada tabel 1.

Selain jumlah yang ditunjukkan pada Tabel 1, air panas dikonsumsi di cuci piring otomatis dan cuci pakaian, tetapi air panas dalam jumlah ini diproduksi oleh mesin cuci dengan listrik sebagai bagian dari proses pencucian.

Dengan menggunakan data yang ditunjukkan pada Tabel 1 untuk keluarga empat orang dan tugas sehari-hari yang terdiri dari dua persiapan makanan, dua mencuci piring manual, satu mandi untuk setiap orang, dan dua kali cuci muka atau tangan per orang per hari, nilai permintaan rendah, sedang, dan tinggi dalam liter per orang ditunjukkan pada Tabel 2. Kasus konsumsi maksimum adalah tempat mandi untuk masing-masing orang diganti dengan mandi untuk setiap orang per hari.

Contoh Soal

Perkirakan kebutuhan energi air panas untuk keluarga berempat, dengan konsumsi normal sedang, pasokan listrik air dingin 18 ° C, dan suhu distribusi air dari 45 ° C.

Jawab

Berdasarkan Tabel 2, konsumsi per hari per orang adalah 40 L (normal sedang). Oleh karena itu, kebutuhan harian, V , adalah 160 L/hari atau 0,16 m³ /hari. Permintaan airnya adalah

D = Vρc_p (T_w – T_m) = 0.16 x 1000 x 4.18 (45-18) = 18057.6 kJ/hari = 18.06 MJ/hari

Dalam simulasi per jam, distribusi kebutuhan air panas per jam diperlukan. Meskipun permintaan air panas tergantung pada tingkat variasi yang tinggi dari hari ke hari ke hari dan konsumen ke konsumen, tidak praktis untuk menggunakan apa pun kecuali pengulangan profil beban. Ini tidak sepenuhnya benar selama periode musim panas, ketika konsumsi polanya agak lebih tinggi. Namun, selama periode ini, suhu kebutuhan air panas tidak setinggi saat musim dingin. Akibatnya, kebutuhan total energi panas cukup konstan sepanjang tahun. Bentuk permintaan biasanya digunakan dalam simulasi jam, diilustrasikan dalam Gambar 1. Gambar tersebut mengasumsikan konsumsi air panas harian 120 L pada 50 ° C untuk sebuah keluarga empat orang (30L/orang).

>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI

>> YOUTUBE PT TENSOR

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !

Kontributor : Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Kalogirou, Soteris A. 2009. Solar Energy Engineering: Processes and Systems. Amerika Serikat: Elsevier.