Tito Hadji Agung Santosa, Sri Hannadhitya Farhan Yustianto
{"title":"Pengukuran Laju Pelepasan Kalor pada Tangki SWH dengan Pipa Berisi Campuran Paraffin Wax dan Serbuk Tembaga 10% Berat","authors":"Tito Hadji Agung Santosa, Sri Hannadhitya Farhan Yustianto","doi":"10.18196/jmpm.4151","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Penggunaan air panas banyak digunakan pada hotel, homestay , dan lain-lain. Pemanas air masih banyak menggunakan bahan bakar gas LPG yang semakin berkurang sehingga diperlukan sumber energi alternatif. Solar Water Heater (SWH) adalah aplikasi pemanas air yang menggunakan energi panas matahari untuk memanaskan air. Pada SWH konvensional, air sebagai media penyimpan panas di tangki. Air memiliki densitas yang besar sehingga konstruksi akan berat dan memerlukan penguatan pada rangka atap untuk pemasangan SWH. Paraffin wax adalah jenis p hase change material (PCM) yang memiliki densitas yang rendah sehingga ringan dan memiliki densitas energi yang besar sehingga dapat menampung energi yang besar untuk volume yang kecil. Namun, paraffin wax memiliki konduktivitas termal yang rendah sehingga perlu ditambahkan serbuk Cu untuk meningkatkan konduktivitas termalnya. Pada penelitian ini, digunakan campuran paraffin wax dengan serbuk Cu 10% berat. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui laju pelepasan kalor air dan laju pelepasan kalor campuran PCM. Penelitian ini menggunakan empat variasi debit air, yaitu 1; 1,5; 2; dan 2,5 LPM. Penelitian ini dilakukan dengan cara discharging bertahap pada setiap lima menit, air keran dibuka kemudian setelah lima menit ditutup. Pengambilan data dilakukan mulai pada suhu tangki 70 C dan berakhir ketika suhu bak air penampung mencapai 35 C. Data yang diambil saat proses discharging adalah suhu air pada tangki dan suhu PCM di dalam kapsul di tangki. Laju pelepasan kalor ditentukan dengan perhitungan kalor kumulatif yang dilepaskan oleh air dan campuran PCM serta waktunya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin besar debit air, semakin besar pula laju pelepasan kalornya. Laju pelepasan kalor air terbesar sebesar 790 J/s, sedangkan laju pelepasan kalor oleh campuran PCM dan serbuk Cu sebesar 101,44 J/s. Dari hasil ini, masih diperlukan penelitian lanjutan dengan persentase serbuk Cu yang lebih besar sehingga laju pelepasan kalor campuran PCM dapat mendekati laju pelepasan kalor air. Hot water is widely used in hotels, homestays, and others. Water heaters still use a lot of LPG gas fuel, decreasing so that alternative energy sources are needed. Solar Water Heater (SWH) is a water heater application that uses solar thermal energy to heat water. In conventional SWH, water is used as a heat storage medium in the tank. Water has a large density, so the construction will be heavy and requires reinforcement on the roof frame for SWH installation. Paraffin wax is a type of phase change material (PCM) with a low density so that it is light and has a large energy density to accommodate large amounts of energy for a small volume. However, paraffin wax has low thermal conductivity, so it is necessary to add Cu powder to increase its thermal conductivity. In this study, a mixture of paraffin wax and 10% Cu powder was used. This study aimed to determine the rate of heat release of water and the rate of heat release of the PCM mixture.This study uses four water discharge variations, namely 1; 1.5; 2; and 2.5 LPM. This research was conducted through gradual discharging where tap water was opened every five minutes and then closed for five minutes. Data collection was carried out starting at a tank temperature of 70 C and ending when the reservoir water temperature reached 35 C. During the discharging process, the data taken are the water temperature in the tank and the PCM temperature in the capsule in the tank. Rate of heat released is determined by calculating cumulative heat released by the water dan the mixture of PCM and the total time. The results showed that the greater the water discharge, the greater the rate of heat release. The largest water heat release rate was 790 J / s, while the heat release rate by a mixture of PCM and Cu powder was 101.44 J / s. From these results, further research is needed with a larger percentage of Cu powder so that the rate of heat release of the PCM mixture can approach the rate of water heat release","PeriodicalId":359489,"journal":{"name":"JMPM (Jurnal Material dan Proses Manufaktur)","volume":"81 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2020-06-09","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"JMPM (Jurnal Material dan Proses Manufaktur)","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.18196/jmpm.4151","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
摘要
热水的使用广泛应用于酒店、寄宿家庭和其他地方。热水器仍然使用大量的LPG气体燃料,因此需要替代能源。太阳能热水器(SWH)是一种利用太阳能热能加热水的应用。在传统的SWH,水作为水箱中的热力介质。水有很大的密度,所以建筑很重,需要加强屋顶框架来安装SWH。潘芬蜡是一种物质p hase变化(PCM),其密度低至轻,能量密度大,因此可以为小体积储存大量的能量。然而,paraffin蜡具有低热传传式,因此需要添加铜粉来增加传传式。在这项研究中,使用了一种10%重的蜡状蜡混合物。本研究的目的是了解水溶率和PCM混合热解速率。本研究使用四种流量变化,即1;1.5;2;下午2点2.5分。这项研究是每五分钟进行一次渐进的绝杀,然后自来水在五分钟后关闭。数据提取从70摄氏度的水箱温度开始,结束时当水箱温度达到35摄氏度时,解析过程中提取的数据是水箱的水温和水箱内的PCM温度。热解速率是由水和PCM混合物及其时间释放的累积热解计算决定的。研究表明,流量越大,热量释放速度就越大。最大的水释放率为790 J/s,而PCM和Cu粉混合的氯释放率为101.44 J/s。从这一结果中,还需要进一步研究Cu粉的比例更大,以便PCM混合热释放速度接近水氯气释放速度。热水还会在酒店、家里和其他人中消失。水标题仍然使用大量的天然气燃料,因此替代能源资源是必要的。太阳能水加热是一种水加热应用,用太阳能热能来加热水。在传统的SWH,水被用作水箱中的热储存介质。水有很大的密度,所以结构将是沉重的,并在屋顶框架上恢复原状。帕芬蜡是一种材料相变的类型,密度较低,所以它是光,有很大的能量密度来维持体积。悬浮液蜡有一个低热量导电性,所以它需要添加Cu粉来增加它的热导电性。在这项研究中,一种蜡混合剂和10%的火药被使用。这项研究将确定水释放热量的速率和PCM混合产生热量的速率。本研究四水释放变量,namely 1;1 . 5;2;下午2点5分。这项研究是通过每五分钟水龙头打开五分钟关闭的地方进行的。数据采集集中在一辆水箱的温度为70摄氏度,结束时水箱的温度达到35摄氏度,数据被保存在水箱中的水温度和水箱中的PCM温度。热量释放率是由水和PCM的混合和总时间所决定的。结果表明,水的释放速度更大,热量的释放速率更大。最大水上热释放速率是790 J / s,而《PCM和热释放速率by a mixture Cu粉末是101 44 J / s。来自这些results,更远的研究是需要用一个大percentage of Cu粉,所以那热释放速率》《PCM mixture能进近水热释放速率》
Pengukuran Laju Pelepasan Kalor pada Tangki SWH dengan Pipa Berisi Campuran Paraffin Wax dan Serbuk Tembaga 10% Berat
Penggunaan air panas banyak digunakan pada hotel, homestay , dan lain-lain. Pemanas air masih banyak menggunakan bahan bakar gas LPG yang semakin berkurang sehingga diperlukan sumber energi alternatif. Solar Water Heater (SWH) adalah aplikasi pemanas air yang menggunakan energi panas matahari untuk memanaskan air. Pada SWH konvensional, air sebagai media penyimpan panas di tangki. Air memiliki densitas yang besar sehingga konstruksi akan berat dan memerlukan penguatan pada rangka atap untuk pemasangan SWH. Paraffin wax adalah jenis p hase change material (PCM) yang memiliki densitas yang rendah sehingga ringan dan memiliki densitas energi yang besar sehingga dapat menampung energi yang besar untuk volume yang kecil. Namun, paraffin wax memiliki konduktivitas termal yang rendah sehingga perlu ditambahkan serbuk Cu untuk meningkatkan konduktivitas termalnya. Pada penelitian ini, digunakan campuran paraffin wax dengan serbuk Cu 10% berat. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui laju pelepasan kalor air dan laju pelepasan kalor campuran PCM. Penelitian ini menggunakan empat variasi debit air, yaitu 1; 1,5; 2; dan 2,5 LPM. Penelitian ini dilakukan dengan cara discharging bertahap pada setiap lima menit, air keran dibuka kemudian setelah lima menit ditutup. Pengambilan data dilakukan mulai pada suhu tangki 70 C dan berakhir ketika suhu bak air penampung mencapai 35 C. Data yang diambil saat proses discharging adalah suhu air pada tangki dan suhu PCM di dalam kapsul di tangki. Laju pelepasan kalor ditentukan dengan perhitungan kalor kumulatif yang dilepaskan oleh air dan campuran PCM serta waktunya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin besar debit air, semakin besar pula laju pelepasan kalornya. Laju pelepasan kalor air terbesar sebesar 790 J/s, sedangkan laju pelepasan kalor oleh campuran PCM dan serbuk Cu sebesar 101,44 J/s. Dari hasil ini, masih diperlukan penelitian lanjutan dengan persentase serbuk Cu yang lebih besar sehingga laju pelepasan kalor campuran PCM dapat mendekati laju pelepasan kalor air. Hot water is widely used in hotels, homestays, and others. Water heaters still use a lot of LPG gas fuel, decreasing so that alternative energy sources are needed. Solar Water Heater (SWH) is a water heater application that uses solar thermal energy to heat water. In conventional SWH, water is used as a heat storage medium in the tank. Water has a large density, so the construction will be heavy and requires reinforcement on the roof frame for SWH installation. Paraffin wax is a type of phase change material (PCM) with a low density so that it is light and has a large energy density to accommodate large amounts of energy for a small volume. However, paraffin wax has low thermal conductivity, so it is necessary to add Cu powder to increase its thermal conductivity. In this study, a mixture of paraffin wax and 10% Cu powder was used. This study aimed to determine the rate of heat release of water and the rate of heat release of the PCM mixture.This study uses four water discharge variations, namely 1; 1.5; 2; and 2.5 LPM. This research was conducted through gradual discharging where tap water was opened every five minutes and then closed for five minutes. Data collection was carried out starting at a tank temperature of 70 C and ending when the reservoir water temperature reached 35 C. During the discharging process, the data taken are the water temperature in the tank and the PCM temperature in the capsule in the tank. Rate of heat released is determined by calculating cumulative heat released by the water dan the mixture of PCM and the total time. The results showed that the greater the water discharge, the greater the rate of heat release. The largest water heat release rate was 790 J / s, while the heat release rate by a mixture of PCM and Cu powder was 101.44 J / s. From these results, further research is needed with a larger percentage of Cu powder so that the rate of heat release of the PCM mixture can approach the rate of water heat release