AME (Aplikasi Mekanika dan Energi) : Jurnal Ilmiah Teknik Mesin

## ANALISIS KESEIMBANGAN TERMAL SISTEM PENDINGIN MESIN PEMBANGKIT LISTRIK ORC (ORGANIC RANKINE CYCLE) KAPASITAS 500 kW
Yahya Maulana 1 , Yogi Sirodz Gaos 2 , Irvan Wiradinata 3
123 Fakultas Teknik dan Sains, Universitas Ibn Khaldun Bogor e-mail: maulanayahya@gmail.com

## ABSTRAK
Sistem pendingin Organic Rankine Cycle (ORC) merupakan komponen sistem pendingin yang sangat penting. Sistem ini terdiri dari kondensor, dry cooler, dan pompa yang berfungsi untuk memaksimalkan efisiensi pada sistem ORC. Jenis kondensor yang digunakan yaitu jenis one shell one pass tube fluida yang juga digunakan pada sistem pendingin, n-pentane (sebagai fluida panas) dan air (sebagai fluida dingin). Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan keseimbangan termal pada kondensor, dry cooler , dan pompa serta  mendapatkan hasil perhitungan analisis termal pada laju perpindahan panas fluida n- pentane  dan  fluida  air  pendingin  pada  kondensor, dry  cooler, dan  pompa  ORC  500  kW.  Proses pendinginan  pada  sistem  pendingin  ORC  pada dry  cooler telah  mencapai  temperatur  pendingin optimum pada nilai temperatur 25°C sampai 35°C. Hal ini ditunjukkan pada nilai temperatur pendingin dry cooler berkisar pada temperatur 31°C sampai 32°C. Keseimbangan energi pada laju perpindahan panas n-pentane Q dc = 2,34 kW sedangkan laju energi yang diterima fluida air dingin yaitu Q c = 1,70 kW dan laju energi pada dry cooler Q eq = 0,64 kW menurut perhitungan diagram p-h.
Kata kunci :  dry cooler, kondensor, laju perpindahan panas, orc, pompa.

## ABSTRACT
The Organic Rankine Cycle (ORC) cooling system is a very important component of the cooling system consisting of a condenser, dry cooler and pump functioning to maximize efficiency in the ORC system. The type of condenser used is the type of one shell one pass tube fluid used in the cooling system is n- pentane (as hot fluid) and water (as cold fluid). This study aims to obtain the thermal balance in the condenser,  dry  cooler  and  pump  to  get  the  results  of  the  thermal  analysis  calculation  on  the  heat transfer rate of n-pentane fluid and cooling water fluid in the condenser, dry cooler, and 500 kW ORC pump.  The  cooling  process  in  the  ORC  cooling  system  on  the  dry  cooler  has  reached  the  optimum coolant  temperature  at  a  temperature  of  25°C  to  35°C,  this  is  indicated  in  the  dry  cooler  coolant temperature ranges from 31°C to 32°C. Energy balance at the heat transfer rate of n-pentane Q dc = 2,34 kW while the rate of energy received by cold water fluid is Q c = 1,70 kW and the energy rate of the dry cooler Q eq = 0,64 kW according to the calculation of the p-h diagram.
Keywords : Condensor, Dry Cooler, The Heat Transfer Rate, ORC, Pump.

## 1. PENDAHULUAN
Peningkatan penduduk
setiap tahun mempengaruhi energi listrik bagi negara berkembang seperti Indonesia. Sumber energi listrik yang banyak di  gunakan  di  Indonesia  yaitu  sumber  energi  yang tidak  dapat  diperbaharui  ( non-renewable )  seperti energi  listrik  dengan  bahan  bakar  minyak  bumi, energi  listrik  dengan  bahan  bakar  batu  bara,  dan energi listrik dengan bahan bakar gas bumi. Sumber- sumber energi listrik ini banyak digunakan di sektor
pembangkit listrik, sektor industri, sektor pertambangan,  sektor  tranportasi,  dan  sektor  rumah tangga.
Pembangkit  listrik  dengan  bahan  bakar  fosil jumlahnya sangatlah terbatas. Pasokan energi tersebut tidak  mencukupi  kebutuhan energi  listrik yang  ada. Selain karena bahan fosil yang terbatas, bahan bakar fosil  juga  memiliki  kekurangan  seperti  pencemaran lingkungan  dan  dapat  merugikan  kesehatan  bagi manusia  serta  makhluk  hidup  lainnya  di  sekitar lingkungan  tersebut.  Oleh  karena  itu,  diperlukan
AME (Aplikasi Mekanika dan Energi) : Jurnal Ilmiah Teknik Mesin
energi terbarukan yang ramah lingkungan dan dapat diperbaharui ( renewable ).
ORC adalah sebuah siklus yang mengkonversi energi  panas  menjadi  energi  gerak  menggunakan refrigeran  sebagai  fluida  kerja  untuk  menghasilkan energi  listrik,  dikemukakan  oleh  Wiliam  john macqoum  (1872). ORC mempunyai  empat komponen utama yaitu evaporator , turbin, kondensor,  dan  pompa.  Pembentukan  siklus  ini terjadi  ketika  fluida  kerja  dipompa  ke  dalam evaporator . Di dalam evaporator fluida kerja diubah menjadi  uap  untuk  menggerakkan  turbin  uap  dan selanjutnya  menghasilkan  tenaga  listrik.  Uap  hasil ekspansi  turbin  dikondensasikan  dan  dipompa kembali  ke  evaporator.  Demikian, sistem  ini  terjadi terus-menerus. Di dalam sistem ORC adanya sistem pendingin yang berfungsi untuk mendinginkan fluida kerja yaitu kondensor, dry cooler , dan pompa. Kondensor merupakan alat penukar kalor yang berfungsi mengkondensasikan uap yang berasal dari turbin  terdapat  dua  siklus  yang  saling  berkaitan  di dalam  kondensor.  Siklus  fluida  panas  ( refrigerant ) dan siklus fluida dingin (air kondensor), kedua fluida saling  berlawanan  arah  ( counter  flow ).  Refrigeran sebagai fluida panas didinginkan di dalam kondensor yang berada di luar pipa kondensor terjadi pelepasan panas  ke  air  kondensor  sebagai  fluida  dingin  yang berada di dalam pipa. Selanjutnya air disirkulasikan kembali ke radiator dan panas dibuang ke udara oleh dry  cooler.  Air  dingin  ditampung  dalam reservoir tank dan  disirkulasikan  kembali  oleh  pompa  untuk menciptakan tekanan keluar kondensor yang rendah. Semakin  rendahnya  temperatur  air  yang  masuk  ke kondensor, semakin baik pula pelepasan kalor yang terjadi, untuk mendapatkan temperatur yang rendah dalam  hal  ini  maka  diperlukan  sebuah  analisis keseimbangan  termal  sistem  pendingin  yang  terdiri dari kondensor, dan dry cooler (Dibyo, 2009). Penelitian Analysis and optimization of the low- temperature  solar ORC  menganalisis  energi  panas yang  dibutuhkan  oleh  sistem  ORC  dengan menggunakan sumber matahari sebagai pembangkit uap  dengan  metode  desalinasi reservoir  osmosis thermal solar. Fungsi Analysis and optimization of the low-temperature solar ORC yaitu untuk pengaturan siklus tenaga surya.dengan menghasilkan energi yang lebih  sedikit Reservoir  Osmosis (RO)  berfungsi untuk  membuat  perpaduan  yang  menarik  dalam sumber  air  yang  langkah  hal  ini  mengacu  pada penelitian  sebelumnya  yang  energi  panas  yang dibutuhkan ORC dipasok dengan alat kolektor surya stasioner  (Delgado-Torres  dan  García-Rodríguez, 2010).  Perpindahan  panas  terjadi  dalam  kolektor
surya yang  konfigurasi  air  sebagai  fluida perpindahan panas.
Sukarman  dan  Sirodz  (2018)  menjelaskan bahwa penelitian alat penukar kalor gas buang untuk pemanas  air degreaser meningkatkan  performa optimasi alat penukar kalor pada ketel tekanan rendah energi  yang  nantinya  dimanfaatkan.  Hal  yang dimanfaatkan  yaitu  temperatur  gas  buang  pada cerobong. Optimasi desain dilakukan dengan metode full  factorial dengan  menggunakan  empat  variabel bebas  dan  hitungan  manual  dianalisis  untuk mendapatkan hasil optimum. Dari data hasil manual dilakukan  validasi  dengan  software  HTRI  Versi  6 berlisensi.  Hasil  validasi  diperoleh  penyimpangan maksimum 5%, perpindahan kalor bersih (Uc) 312,3 W/m 2 K,  koefisien  perpindahan  kalor  desain  365,3 W/m 2 K, luas permukaan APK 6,10 m 2 , diameter luar pipa 0,0191 m, susunan pipa  45°, jarak antara pipa 1,5 m, dan panjang pipa 3,0 m. Kapasitas maksimum pemindahan  panas  sebesar  198,3  kW  dengan  laju aliran masa air 4,2 kg/detik memiliki efesiensi eksergi sebesar 34,3%.
Firdaus  dan  Putra  (2014)  membahas  tentang penelitian studi variasi laju pendingin cooling tower terhadap  sistem  ORC  ( Organic  Rankine  Cycle ) dengan  fluida  kerja  R-123.  Pembahasan  berlanjut mengenai  bagaimana  air  pendingin  di  dalam kondensor  agar  mendapatkan  temperatur  rendah untuk  membantu  menurunkan  tekanan  di  dalam kondensor.  Solusinya  yaitu  dengan  menggunakan cooling  towe r  dengan  mengatur  kecepatan  udara  . Pengaturan  kecepatan  di  lakukan  dari  mulai  2,1 m/detik,  1,8  m/detik,  1,5  m/detik,  dan  1,2  m/detik. Dari  percobaan  tersebut  bisa  mempengaruhi temperatur  air pendingin  yang  dikeluarkan  dari cooling tower . Hasil eksperimen tersebut didapatkan efisiensi siklus yang baik dengan nilai 5.987 % nilai ini  didapat  ketika  kecepatan  udara  di  f an pada pengaturan  sebesar  2,1  m/detik  dengan  energi  Q c sebesar 2222,555 kW, tekanan di turbin sebesar 2 bar, dengan daya turbin 2,334 kW, dan daya generator 682 Watt.  Dari  data  tersebut  bisa  ditampilkan  dalam bentuk  delta  temperatur,  grafik  laju  aliran  fluida, grafik efiensi termal.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mendapatkan keseimbangan termal pada kondensor, dry cooler , dan pompa serta  mendapatkan hasil perhitungan analisis termal pada laju perpindahan panas fluida n-pentane  dan  fluida  air  pendingin  pada kondensor, dry cooler, dan pompa ORC 500 kW.
AME (Aplikasi Mekanika dan Energi) : Jurnal Ilmiah Teknik Mesin

## 2. METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  fokus  pada  sistem  pendingin ORC  500  kW.  Peralatan  yang  digunakan  pada penilitian  ini  antara  lain  (1) termokope l  untuk mengukur  temperatur  air,  (2) water  flowmeter untuk  mengukur  laju  aliran,  (3) pressure  gauge untuk mengukur tekanan.
Proses penelitian ini dilakukan meliputi (1) pengambilan  beda  temperatur masuk  dan  keluar (ΔT), tekanan (bar), laju aliran massa (ṁ) masuk dan keluar, panas spesifik (C p ), densitas (ρ), dan konduktivitas termal (k). (2) analisis perhitungan secara teoritis, (3)  Analisa data  dan  penyusunan laporan.  Skema  penelitian  ORC  500  kW  dapat dilihat pada gambar 1 dan 2.
Gambar 1. Skema penilitian ORC 500 kW
Gambar 2. Sistem kerja ORC
Gambar 3. Diagram alir penelitian
Diagram  alir  penelitian  dapat  dilihat  pada gambar 3. Diawali dengan melakukan studi literatur untuk mengatahui penelitian sebelumnya. Kemudian dilanjutkan  dengan  mencari  tahu  spesifikasi  dari Pembangkit  tenaga  listrik  ORC  500Kw.  Hasil  dari spesifikasi yaitu berua data desain. Setelah data desain diketahui kemudian melakukan perhitungan analisis heat  balance  kondensor  dan  dry  cooler.  Bila  hasil sudah  optimum  kemudian  dilanjutkan  ke  analisis perhitungan teoritis. Hasil perhitungan teoritis berupa daya kondensor dan dry cooler sera delta temperatur.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis  keseimbangan termal  mesin  pendingin ORC kapasitas 500 kW yang terdiri dari kondensor dan dry  cooler .  Data-data  yang  didapatkan  dari peralatan  pembangkit  tenaga  listrik  ORC  dari
Ya Tidak
AME (Aplikasi Mekanika dan Energi) : Jurnal Ilmiah Teknik Mesin
pembiayaan  inovasi  teknologi  di  PT  PLTP
Lahendong SULUT BPPT.
Selanjutnya untuk
mencari
kondisi
keseimbangan  termal  sistem  pendingin  ORC kapasitas  500  kW  perlunya  dilakukan  analisa  dari setiap komponen sistem pendingin yang terdiri dari analisa heat  balance di  kondensor  dan  dry  cooler dengan analisa sesuai tekanan dan temperatur. Hal ini dilakukan untuk mengetahui faktor yang mempengaruhi dari masing-masing variabel di dalam perhitungan  atau  penentuan  kondisi  optimum  dari setiap komponen sistem pendingin tersebut. Setelah diketahui  pengaruhnya,  maka  akan  diprediksi  hasil dari  kondisi  keseimbangan  termal  dari  setiap komponen  sistem  pendingin  ORC  500  kW  dengan dilakukan  peerhitungaan  secara  teoritis  yaitu  untuk mengetahui pola aliran dan analisa sistem pendingin ORC, untuk melihat efektivitas analisa keseimbangan termal  yang  dihitung  dari  hasil  perhitungan.  Data pengukuran temperatur langsung pada fluida dingin dan fluida panas bisa dilihat pada Tabel 1 dan 2.

## 3.1 Perhitungan Keseimbangan Termal Fluida N- Pentane di sisi Masuk Kondensor
Pada  sub  bab  ini  akan  dilakukan  perhitungan awal  analisa  keseimbangan  termal  pada  kondensor tipe shell  and  tube dengan  maksud  yaitu  laju perpindahan  panas  yang  dilepas  fluida  n-pentane sama dengan fluida yang diterima air pendingin pada kondensor  sesuai  dengan  beban  termal  yang diberikan dengan kondisi awal dari alat tersebut.
Data awal kondisi operasi yang diberikan oleh sistem  air  pendingin  ORC  500  kW  pada  fluida  n- pentane  yang  masuk  pada  kondensor  diambil  dari beberapa data (Tabel 3).
Energi  panas  yang  dibuang  oleh  kondensor berbentuk panas laten. Panas yang dibutuhkan untuk mengubah  fase  air  dari  cair  menjadi  uap  air.  Pada tekanan  atsmosfer,  panas  laten  dibutuhkan  untuk merubah  air  menjadi  uap  air  pada  temperatur konstan,100°C. Temperatur laten akan semakin tinggi seiring semakin tingginya tekanan kerja pada boiler. Kalor  laten  inilah  yang  harus  dibuang  pada  siklus ORC  melalui  kondensor.  Pembuangan  kalor  laten tersebut akan berubah fase uap air kembali ke cair.
Berdasarkan  kekekalan  energi,  maka  laju perpindahan  panas  dapat  ditentukan  dengan persamaan 1.
𝑄 𝑖𝑛 =   𝑄 𝑜𝑢𝑡 𝑄 ℎ = 𝑄 𝑐 ℎ 2 − ℎ 3 = ℎ 𝑐,𝑖𝑛 − ℎ 𝑐,𝑜𝑢𝑡
(1)
Dimana :
𝑄 = laju perpindahan panas (kW)
𝑚 = laju aliran massa (kg/s) ℎ  = entalpi  fluida  aliran  panas  pada  sisi  aliran masuk (J/kg  C)
Selanjutnya  untuk  memudahkan  mencari nilai  entalpi  uap  pada  sisi  masuk  yaitu menggunakan tabel uap saturasi atau menggunakan aplikasi pressure table . Maka akan didapat  nilai  entalpi  fluida  (hf)  serta  nilai campuran entalpi fluida (hfg) dengan persamaan 2.  Hasil  perhitungan  entalpi  dapat  dilihat  pada Tabel 4.
ℎ 2 = ℎ 𝑓 + (𝑥. ℎ 𝑓𝑔 ) (2)
Dimana : ℎ 2 = entalpi uap masuk (fase uap) kJ/kg ℎ 𝑓 = entalpi fluida fase cair (kJ/kg) ℎ 𝑓𝑔 = entalpi perubahan fase (kJ/kg) 𝑥 = faktor kebebasan (%) menyatakan presentasi uap
Berdasarkan  kekekalan  energi,  maka  laju perpindahan panas pada refrigeran dapat dihitung dengan  persamaan  3.  Hasil  perhitungan  laju perpindahan  panas  n-pentane  pada  kondensor ditunjukkan pada Tabel 5.
𝑄 𝑖𝑛 = 𝑄 𝑜𝑢𝑡 𝑄 ℎ = 𝑄 𝑐 𝑄 ℎ = ℎ 2 − ℎ 3 (3)
Dimana:
𝑄 ℎ = laju perpindahan panas refrigerant (kW) 𝑚 = laju aliran masa refrigerant (kg/s) ℎ = entalpi refrigerant pada diagram p-h (kJ/kg)
AME (Aplikasi Mekanika dan Energi) : Jurnal Ilmiah Teknik Mesin
Tabel 1. Data fluida panas n-pentane pada kondensor TEMPERATUR TEMPERATUR TEKANAN TEKANAN LAJU ALIRAN DENSITY MASUK N-PENTANE KELUAR N-PENTANE MASUK N-PENTANE KELUAR N-PENTANE MASA N-PENTANE N-PENTANE PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR ( C ) ( C ) r (BAR) r (BAR) (kg/s) (kJ/kg.  C) 9:48 48 43 1.487 1.487 6.84 6.17 10:03 47 41 1.458 1.458 6.87 6.18 10:32 45 40 1.535 1.535 6.87 6.19 11:00 43 38 1.395 1.395 6.91 6.20 11:26 45 40 1.409 1.409 6.9 6.20 12:20 43 38 1.392 1.392 6.75 6.20 12:33 46 41 1.415 1.415 6.79 6.19 13:13 46 41 1.412 1.412 6.85 6.20 13:29 45 40 1.403 1.403 6.82 6.20 13:43 46 41 1.418 1.418 6.79 6.19 45.4 40.3 1.4324 1.4324 6.839 6.19 9:01 49 42 1.646 1.646 6.72 6.16 10:03 49 43 1.554 1.554 6.81 6.16 11:09 48 42 1.487 1.487 6.66 6.18 12:07 49 41 1.505 1.505 6.82 6.17 13:01 49 43 1.464 1.464 6.68 6.18 14:20 49 43 1.476 1.476 6.53 6.18 48.83 42.33 1.522 1.522 6.703 6.171 9:06 48 42 1.496 1.496 6.71 6.17 12:21 41 36 1.259 1.259 6.68 6.17 13:00 48 42 1.525 1.526 5.79 6.18 45.66 40 1.426 1.426 6.39 6.17 13:12 48 42 1.496 1.496 6.67 6.17 14:04 48 42 1.51 1.51 6.71 6.17 48 42 1.503 1.503 6.69 6.17 22/11/2017 14:03 46 40 1.473 1.473 6.58 6.18 46 40 1.473 1.473 6.58 6.18 12:46 46 40 1.496 1.496 6.65 6.17 13:13 47 39 1.479 1.479 6.57 6.17 14:01 46 40 1.464 1.464 6.8 6.18 46.33 39.66 1.479 1.479 6.67 6.173 13:33 48 41 1.502 1.502 6.65 6.17 14:30 48 41 1.496 1.496 6.61 6.17 48 41 1.499 1.499 6.63 6.17 8:59 48 43 1.484 1.484 6.66 6.18 10:14 48 42 1.496 1.496 6.65 6.18 11:01 48 41 1.506 1.506 6.66 6.17 12:06 48 42 1.505 1.505 6.65 6.18 48 42 1.497 1.497 6.665 6.177 11:41 48 42 1.536 1.536 6.58 6.16 12:16 48 42 1.591 1.591 6.68 6.16 13:17 48 42 1.51 1.51 6.57 6.17 14:11 48 42 1.496 1.496 6.54 6.17 48 42 1.533 1.533 6.592 6.17 8:51 49 43 1.49 1.49 6.44 6.17 9:54 49 42 1.535 1.535 6.59 6.16 11:09 50 42 1.557 1.557 6.48 6.16 12:29 50 42 1.577 1.577 6.48 6.16 12:59 50 43 1.594 1.594 6.63 6.15 14:35 50 43 1.565 1.565 6.56 6.16 49.66 42.5 1.553 1.553 6.53 6.16 47.39 41.29 1.49 1.49 6.66 6.17 PARAMETER PENGAMBILAN DATA TGL WAKTU RATA-RATA 21/11/2018 23/11/2017 24/11/2018 25/11/2018 27/11/2017
29/11/27
20/11/2018 28/09/2017
14/11/2017
AME (Aplikasi Mekanika dan Energi) : Jurnal Ilmiah Teknik Mesin
E-ISSN 2581-0979
Tabel 2. Data fluida air dingin pada kondensor
TEMPERATUR TEMPERATUR TEKANAN TEKANAN DENSITY AIR MASUK AIR KELUAR AIR MASUK AIR KELUAR AIR PENDINGIN PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR r (BAR) r (BAR) PADA KONDENSOR ( C ) ( C ) (Kj/kg.  C) 9:48 35 40 5.2 5.2 4,18 10:03 34 40 5.2 5.2 4,18 10:32 34 39 5.2 5.2 4,18 11:00 33 38 5.2 5.2 4,18 11:26 33 38 5.2 5.2 4,18 12:20 33 38 5.2 5.2 4,18 12:33 33 38 5.2 5.2 4,18 13:13 33 38 5.2 5.2 4,18 13:29 33 38 5.2 5.2 4,18 13:43 33 38 5.2 5.2 4,18 33.4 38.5 5.2 5.2 4.18 9:01 35 40 5.2 5.2 4,18 10:03 35 40 5.2 5.2 4,18 11:09 33 38 5.2 5.2 4,18 12:07 34 39 5.2 5.2 4,18 13:01 33 38 5.2 5.2 4,18 14:20 33 38 5.2 5.2 4,18 33.83 38.83 5.2 5.2 4.18 9:06 33 38 5.2 5.2 4,18 12:21 32 37 5.2 5.2 4,18 13:00 34 40 5.2 5.2 4,18 33 38.33 5.2 5.2 4.18 13:12 33 39 5.2 5.2 4,18 14:04 33 38 5.2 5.2 4,18 33 38.5 5.2 5.2 4.18 22/11/2017 14:03 33 39 5.2 5.2 4,18 33 39 5.2 5.2 4.18 12:46 33 38 5.2 5.2 4,18 13:13 33 38 5.2 5.2 4,18 14:01 32 37 5.2 5.2 4,18 32.66 37.66 5.2 5.2 4.18 13:33 33 39 5.2 5.2 4,18 14:30 33 38 5.2 5.2 4,18 33 38.5 5.2 5.2 4.18 8:59 33 37 5.2 5.2 4,18 10:14 33 38 5.2 5.2 4,18 11:01 33 38 5.2 5.2 4,18 12:06 33 38 5.2 5.2 4,18 33 28.5 5.2 5.2 4.18 11:41 34 40 5.2 5.2 4,18 12:16 34 39 5.2 5.2 4,18 13:17 34 39 5.2 5.2 4,18 14:11 33 38 5.2 5.2 4,18 33.75 39 5.2 5.2 4.18 8:51 33 38 5.2 5.2 4,18 9:54 34 38 5.2 5.2 4,18 11:09 34 40 5.2 5.2 4,18 12:29 35 40 5.2 5.2 4,18 12:59 35 40 5.2 5.2 4,18 14:35 35 40 5.2 5.2 4,18 RATA-RATA 34.33 38.58 5.2 5.2 4,18
27/11/2017
29/11/27 20/11/2018
21/11/2018 23/11/2017
24/11/2018 25/11/2018 PARAMETER PENGAMBILAN DATA
TGL WAKTU 28/09/2017 14/11/2017
AME (Aplikasi Mekanika dan Energi) : Jurnal Ilmiah Teknik Mesin
E-ISSN 2581-0979
Tabel 3. Data temperatur fluida n-pentane di sisi masuk kondensor
Tabel 4. Hasil perhitungan entalpi n-pentane di sisi masuk
TEMPERATUR
TEMPERATUR TEKANAN LAJU ALIRAN DENSITY MASUK N-PENTANE KELUAR N-PENTANE MASUK N-PENTANE MASUK N-PENTANE N-PENTANE PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR ( C ) ( C ) r (BAR) (kg/s) (kJ/kg.  C) 28/09/2017 45,4 40,3 1,432 6,83 6.19 14/11/2017 48.83 42,33 1,522 6,71 6.171 20/11/2017 45,66 40 1,426 6,39 6.17 21/11/2017 48 42 1,503 6.69 6.17 22/11/2017 46 40 1,473 6.58 6.18 23/11/2017 46,33 39.66 1,479 6.67 6.173 24/11/2017 48 41 1.499 6.63 6.17 25/11/2017 48 42 1.497 6.65 6.177 27/11/2017 48 42 1,533 6,59 6.17 29/11/2017 49,6 42.5 1,555
6,53 6.16
DATA MASUK PADA KONDENSOR N-PENTANE
TGL TEMPERATUR TEMPERATUR TEKANAN LAJU ALIRAN
DENSITY ENTALPY MASUK N-PENTANE KELUAR N-PENTANE MASUK N-PENTANE MASUK N-PENTANE N-PENTANE MASUK N-PENTANE PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR ( C ) ( C ) r (BAR)
(kg/s) (kJ/kg.  C) h2 (kj/kg) 28/09/2017 45.4 40.3 1.432 6.83 6.19 2810.99 14/11/2017 48.83 42.33 1.522 6.71 6.171 2819.93 20/11/2017 45.66 40 1.426 6.39 6.17 2811.4 21/11/2017 48 42 1.503 6.69 6.17 2817.83 22/11/2017 46 40 1.473 6.58 6.18 2813.09 23/11/2017 46.33 39.66 1.479 6.67 6.173 2813.9 24/11/2017 48 41 1.499 6.63 6.17 2817.75 25/11/2017 48 42 1.497 6.65 6.177 2817.7 27/11/2017 48 42 1.533 6.59 6.17 2818.45 29/11/2017 49.6 42.5 1.555
6.53 6.16
2822.19
TGL DATA MASUK PADA KONDENSOR N-PENTANE
AME (Aplikasi Mekanika dan Energi) : Jurnal Ilmiah Teknik Mesin
E-ISSN 2581-0979
Tabel 5. Hasil perhitungan laju perpindahan panas n-pentane pada kondensor

## 3.2  Perhitungan  Keseimbangan  Termal  - Pentane di Sisi Keluar Kondensor
Tekanan  pada  sisi  masuk n-pentane diasumsikan sama dengan tekanan yang keluar n- pentane . Data temperatur n-pentane diperlihatkan pada Tabel 6.
Tabel 6 Data temperature n-pentane di sisi keluar
Sebelum  menghitung  kapasitas  kondensor, maka nilai entalpi dicari di titik 3 yaitu (h 3 ) karena pada  titik  3  fluida  berwujud  cair  untuk memudahkan  mencari  entalpi  di  h 3 yaitu menggunakan  tabel  air  saturasi  atau  tabel temperatur air. Berikutnya, mencari nilai entalpi (hf)  pada  n-pentane  temperatur  keluar  maka didapatkan sebagaimana yang terlihat pada Tabel 7.

## Tabel  7  Hasil  perhitungan  entalpi  di  sisi  keluar kondensor
Laju perpindahan panas (Q) pada sisi keluar sama dengan laju perpindahan panas (Q) pada sisi masuk.  Hasil  laju  perpindahan  panas  pada  sisi keluar diperlihatkan pada Tabel 8.

## 3.3  Perhitungan  Keseimbangan  Termal  Air Pendingin di Sisi Masuk Kondensor
Perhitungan  analisa  pada  air  pendingin  di sisi  masuk  pada  kondensor  tipe shell  and  tube yaitu  perpindahan  panas  yang  diperlukan  alat tersebut  sesuai  beban  termal  yang  dibutuhkan. Data fluida air pendingin di sisi masuk kondensor ditunjukkan pada Tabel 9.
TEMPERATUR TEMPERATUR TEKANAN LAJU ALIRAN DENSITY ENTALPY LAJU PERPINDAHAN PANAS MASUK N-PENTANE KELUAR N-PENTANE MASUK N-PENTANE MASUK N-PENTANE N-PENTANE MASUK N-PENTANE PADA  N-PENTANE PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR Q (KW) ( C ) ( C ) r (BAR) (kg/s) (kJ/kg.  C) h2 (kj/kg) 28/09/2017 45.4 40.3 1.432 6.83 6.19 2810.99 227.85 14/11/2017 48.83 42.33 1.522 6.71 6.171 2819.93 228.24 20/11/2017 45.66 40 1.426 6.39 6.17 2811.4 227.93 21/11/2017 48 42 1.503 6.69 6.17 2817.83 228.14 22/11/2017 46 40 1.473 6.58 6.18 2813.09 227.83 23/11/2017 46.33 39.66 1.479 6.67 6.173 2813.9 227.88 24/11/2017 48 41 1.499 6.63 6.17 2817.75 228.15 25/11/2017 48 42 1.497 6.65 6.177 2817.7 228.16 27/11/2017 48 42 1.533 6.59 6.17 2818.45 228.03 29/11/2017 49.6 42.5 1.555 6.53 6.16 2822.19 228.28 TGL

## DATA MASUK PADA KONDENSOR N-PENTANE
TEMPERATUR TEKANAN LAJU ALIRAN DENSITY KELUAR N-PENTANE KELUAR N-PENTANE MASA N-PENTANE N-PENTANE PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR ( C ) r (BAR) (kg/s) (kJ/kg.  C) 28/09/2017 40,3 1,432 6,83 6.19 14/11/2017 42,33 1,522 6,71 6.171 20/11/2017 40 1,426 6,39 6.17 21/11/2017 42 1,503 6.69 6.17 22/11/2017 40 1,473 6.58 6.18 23/11/2017 39.66 1,479 6.67 6.173 24/11/2017 41 1.499 6.63 6.17 25/11/2017 42 1.497 6.65 6.177 27/11/2017 42 1,533 6,59 6.17 29/11/2017 42.5 1,555 6,53 6.16 TGL DATA MASUK PADA KONDENSOR N-PENTANE TEMPERATUR TEKANAN LAJU ALIRAN DENSITY ENTALPY KELUAR N-PENTANE KELUAR N-PENTANE MASA N-PENTANE N-PENTANE KELUAR N-PENTANE PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR ( C ) r (BAR) (kg/s) (kJ/kg.  C) h3 (kJ/kg) 28/09/2017 40,3 1,432 6,83 6.19 532.41 14/11/2017 42,33 1,522 6,71 6.171 537.49 20/11/2017 40 1,426 6,39 6.17 532.07 21/11/2017 42 1,503 6.69 6.17 536.43 22/11/2017 40 1,473 6.58 6.18 534.74 23/11/2017 39.66 1,479 6.67 6.173 535.08 24/11/2017 41 1.499 6.63 6.17 536.21 25/11/2017 42 1.497 6.65 6.177 536.09 27/11/2017 42 1,533 6,59 6.17 538.1 29/11/2017 42.5 1,555 6,53 6.16 539.32 TGL DATA MASUK PADA KONDENSOR N-PENTANE
AME (Aplikasi Mekanika dan Energi) : Jurnal Ilmiah Teknik Mesin
Tabel 8 Laju perpindahan panas (Q) pada sisi keluar
Tabel 9. Data fluida air pendingin di sisi masuk kondensor
Berdasarkan  kekekalan  energi,  maka  laju perpindahan  panas  pada  air  pendingin  dapat dihitung dengan persamaan 4.
𝑄 𝑖𝑛 = 𝑄 𝑜𝑢𝑡
𝑄 ℎ = 𝑄 𝑐
𝑄 𝐶 = ℎ 𝑐,𝑖𝑛 − ℎ 𝑐,𝑜𝑢𝑡
(4)
Dimana:
𝑄 ℎ = laju perpindahan panas air pendingin (kW) 𝑚  = laju aliran massa air pendingin (kg/s) ℎ = entalpi refrigerant pada diagram p-h (kJ/kg)
Karena  di  perhitungan  Q h n-pentane  telah diketahui,  maka  laju  perpindahan  panas  yang dilepas n-pentane sama dengan laju perpindahan panas yang diterima air pendingin (Q h = Q c ). Hasil perhitungan laju perpindahan panas air pendingan disajikan pada Tabel 10.
TEMPERATUR TEKANAN LAJU ALIRAN DENSITY ENTALPY LAJU PERPINDAHAN PANAS KELUAR N-PENTANE KELUAR N-PENTANE MASA N-PENTANE N-PENTANE KELUAR N-PENTANE PADA  N-PENTANE PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR Q (KW) ( C ) r (BAR) (kg/s) (kJ/kg.  C) h3 (kJ/kg) 28/09/2017 40,3 1,432 6,83 6.19 532.41 227.85 14/11/2017 42,33 1,522 6,71 6.171 537.49 228.24 20/11/2017 40 1,426 6,39 6.17 532.07 227.93 21/11/2017 42 1,503 6.69 6.17 536.43 228.14 22/11/2017 40 1,473 6.58 6.18 534.74 227.83 23/11/2017 39.66 1,479 6.67 6.173 535.08 227.88 24/11/2017 41 1.499 6.63 6.17 536.21 228.15 25/11/2017 42 1.497 6.65 6.177 536.09 228.16 27/11/2017 42 1,533 6,59 6.17 538.1 228.03 29/11/2017 42.5 1,555 6,53 6.16 539.32
228.28
DATA MASUK PADA KONDENSOR N-PENTANE
TGL TEMPERATUR TEMPERATUR TEKANAN DENSITY
LAJU ALIRAN AIR MASUK AIR KELUAR AIR MASUK AIR PENDINGIN MASA PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR r (BAR) PADA KONDENSOR AIR ( C ) ( C ) (Kj/kg.  C) (m3/h) 28/09/2017 33.4 38.5 5.2 4.18 346.4 14/11/2017 33.83 38.83 5.2 4.18 346.4 20/11/2018 33 38.33 5.2 4.18 346.4 21/11/2018 33 38.5 5.2 4.18 346.4 22/11/2017 33 39 5.2 4.18 346.4 23/11/2017 32.66 37.66 5.2 4.18 346.4 24/11/2018 33 38.5 5.2 4.18 346.4 25/11/2018 33 28.5 5.2 4.18 346.4 27/11/2017 33.75 39 5.2 4.18 346.4 29/11/2017 34.33 38.58 5.2
4.18 346.4
PARAMETER PENGAMBILAN DATA TGL
AME (Aplikasi Mekanika dan Energi) : Jurnal Ilmiah Teknik Mesin
E-ISSN 2581-0979

## Tabel 10. Hasil perhitungan laju perpindahan panas air pendingin (Q)

## 3.4  Perhitungan  Keseimbangan  Termal  Air Pendingin di Sisi Keluar  kondensor
Data  fluida  air  pendingin  disisi  keluar kondensor ditampilkan pada Tabel 11.

## Tabel  11.  Data  fluida  air  pendingin  di  sisi  keluar kondensor
Laju  perpindahan  panas  (Q)  pada  sisi keluar  sama  dengan  laju  perpindahan  panas  (Q) pada  sisi  masuk.  Hasil  perhitungan  laju perpindahan  panas  air  pendingin  disisi  keluar kondensor disajikan pada Tabel 12.

## Tabel 12. Hasil perhitungan laju perpindahan panas air
pendingin di sisi keluar kondensor

## 3.5  Perhitungan  Keseimbangan  Termal  pada Sisi Masuk Dry Cooler
Data yang didapatkan dari hasil perhitungan analisa  n-pentane  di  sisi  masuk  dan  keluar, analisa  perhitungan  air  pendingin  di  sisi  masuk dan keluar untuk memudahkan mencari keseimbangan  termal  sistem  pendingin  pada ORC kapasitas 500 kW. Selanjutnya, diharuskan menganalisa dry cooler di sisi masuk.
TEMPERATUR TEMPERATUR TEKANAN LAJU ALIRAN DENSITY LAJU PERPINDAHAN PANAS AIR KELUAR AIR KELUAR AIR KELUAR MASA AIR PENDINGIN PADA  AIR PENDINGIN PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR r (BAR) AIR PADA KONDENSOR KONDENSOR ( C ) ( C ) (m3/h) (Kj/kg.  C) Q (kW) 28/09/2017 38.5 38.5 5.2 346.4 4.18 227.85 14/11/2017 38.83 38.83 5.2 346.4 4.18 228.24 20/11/2018 38.33 38.33 5.2 346.4 4.18 227.93 21/11/2018 38.5 38.5 5.2 346.4 4.18 228.14 22/11/2017 39 39 5.2 346.4 4.18 227.83 23/11/2017 37.66 37.66 5.2 346.4 4.18 227.88 24/11/2018 38.5 38.5 5.2 346.4 4.18 228.15 25/11/2018 28.5 28.5 5.2 346.4 4.18 228.16 27/11/2017 39 39 5.2 346.4 4.18 228.03 29/11/2017 38.58 38.58 5.2 346.4 4,18 228.28 TGL

## PARAMETER PENGAMBILAN DATA
TEMPERATUR TEMPERATUR TEKANAN DENSITY AIR MASUK AIR KELUAR AIR MASUK AIR PENDINGIN PADA KONDENSOR PADA KONDENSOR r (BAR) PADA KONDENSOR ( C ) ( C ) (Kj/kg.  C) 28/09/2017 33.4 38.5 5.2 4.18 14/11/2017 33.83 38.83 5.2 4.18 20/11/2018 33 38.33 5.2 4.18 21/11/2018 33 38.5 5.2 4.18 22/11/2017 33 39 5.2 4.18 23/11/2017 32.66 37.66 5.2 4.18 24/11/2018 33 38.5 5.2 4.18 25/11/2018 33 28.5 5.2 4.18 27/11/2017 33.75 39 5.2 4.18 29/11/2017 34.33 38.58 5.2 4.18 TGL PARAMETER PENGAMBILAN DATA TEMPERATUR TEKANAN LAJU ALIRAN DENSITY LAJU PERPINDAHAN PANAS AIR KELUAR AIR KELUAR MASA AIR PENDINGIN PADA  AIR PENDINGIN PADA KONDENSOR r (BAR) AIR PADA KONDENSOR KONDENSOR ( C ) (m3/h) (Kj/kg.  C) Q (kj/S) 28/09/2017 38.5 5.2 346.4 4.18 227.85 14/11/2017 38.83 5.2 346.4 4.18 228.24 20/11/2018 38.33 5.2 346.4 4.18 227.93 21/11/2018 38.5 5.2 346.4 4.18 228.14 22/11/2017 39 5.2 346.4 4.18 227.83 23/11/2017 37.66 5.2 346.4 4.18 227.88 24/11/2018 38.5 5.2 346.4 4.18 228.15 25/11/2018 28.5 5.2 346.4 4.18 228.16 27/11/2017 39 5.2 346.4 4.18 228.03 29/11/2017 38.58 5.2 346.4 4,18 228.28
TGL PARAMETER PENGAMBILAN DATA
AME (Aplikasi Mekanika dan Energi) : Jurnal Ilmiah Teknik Mesin

## Tabel  13.  Data  fluida  pendingin  yang  masuk  ke  dry cooler
Besar pembuangan panas air pendingin pada dry cooler adalah suatu nilai yang menunjukkan besar  panas  pada  air dry  cooler yang  dapat dibuang ke udara luar.
Selanjutnya  untuk  memudahkan  mencari nilai  entalpi  air  pada  sisi  masuk  yaitu menggunakan  tabel  uap  saturasi,  maka  akan didapatkan  nilai  entalpi  fluida  (hf)  serta  nilai campuran entalpi fluida (hfg) dengan persamaan 5.  Hasil  perhitungan  entalpi  di  sisi  masuk dry cooler diperlihatkan pada Tabel 14.
ℎ 3 = ℎ 𝑓 + (𝑥. ℎ 𝑓𝑔 ) (5)
Dimana: ℎ 3 =  entalpi Air masuk (kJ/kg) ℎ 𝑓 =  entalpi fluida fase cair ( kJ/kg) ℎ 𝑓𝑔 =  entalpi perubahan fase (kJ/kg) 𝑥 = factor kebebasan (%) menyatakan presentasi uap
Fraksi  (kadar)  uap  (x)  dari  hasil perhitungan  didapatkan  temperatur  air  masuk kondensor    senilai  34,33°C,  tekanan  air  masuk kondensor sebesar 5,2 bar.
Dari Tabel sifat-sifat uap panas didapatkan entalpi  uap  masuk  ke  kondensor: ℎ 1 =  2836,60 kJ/kg,  entropi  uap  masuk  ke  kondensor: 𝑠 1 = 6,9224 kJ/kg°C, entropi uap keluar sama dengan entropi  uap  masuk  kondensor  (proses  ideal  atau isentropis) sehingga 𝑠 1 = 𝑠 2 = 6,9224 kJ/kg. ℃ Dari  tabel  uap  jenuh,  pada  tekanan dry cooler sebesar  5,1  bar  (510  kPa)  didapatkan entalpi fase uap ( ℎ 𝑔3 ) = 2752,4 kJ/kg, entalpi fase cair ( ℎ 𝑓3 ) = 655,77 kJ/kg, entalpi perubahan fase ( ℎ 𝑓𝑔3 ) =  2096,6  kJ/kg,  entropi  fase  uap  ( 𝑠 𝑔 ) = 6,7886 kJ/kg°C, entropi fase cair ( 𝑠 𝑓3 ) = 1,8970
kJ/kg°C,  dan  entropi  perubahan  fase  ( 𝑠 𝑓𝑔3 ) = 5,1191 kJ/kg°C.
Fraksi (kadar) uap (X) dapat dihitung :
𝑋 = 𝑠 2 −𝑠 𝑓3 𝑠 𝑓𝑔3 = 6.9224−1.8970 5.1191
= 0.9816 atau 98.16
%
Tabel 14. Hasil perhitungan entalpi di sisi masuk dry cooler
Berdasarkan  kekekalan  energi,  maka  laju perpindahan  panas  pada  air  pendingin  dapat  di hitung  dengan  persamaan  6.  Hasil  perhitungan laju  perpindahan  panas  air  disajikan  pada  Tabel 15.
𝑄 𝑖𝑛 = 𝑄 𝑜𝑢𝑡 𝑄 ℎ = 𝑄 𝑐 = 𝑄 𝑑𝑐 𝑄 𝑑𝑐 = ℎ 3 − ℎ 4 (6)
Dimana:
𝑄 ℎ = laju perpindahan panas air (kW)
𝑚 = laju aliran masa air (kg/s) ℎ = entalpi air pada diagram p-h (kJ/kg)

## 3.6  Perhitungan  Keseimbangan  Termal  pada Sisi Keluar Dry Cooler
Sebelum menghitung laju perpindahan panas pada dry  cooler ,  maka  harus  mencari  entalpi dititik  3  yaitu  (h co )  karena  pada  titik  3  fluida berwujud  cair  untuk  memudahkan  mencari entalpi di h co yaitu menggunakan tabel air saturasi atau  tabel  temperatur  air.  Selanjutnya,  sisa mencari  nilai  entalpi  (h f )  pada  air  pendingin temperatur keluar maka didapatkan sebagaimana yang disajikan pada Tabel 17.
Laju perpindahan panas (Q) pada sisi keluar sama dengan laju perpindahan panas (Q) pada sisi masuk. Hasil perhitungan panas laju perpindahan panas  air  pendingin  disisi  keluar dry  cooler disajikan pada Tabel 18.
TEMPERATUR TEKANAN LAJU ALIRAN DENSITY AIR PANAS MASUK AIR MASUK MASA AIR PENDINGIN PADA DRY COOLER r (BAR) AIR PADA DRY COOLER ( C ) (m3/h) (Kj/kg.  C) 28/09/2017 37 5.1 346.4 4.18 14/11/2017 37 5.1 346.4 4.18 20/11/2018 37 5.1 346.4 4.18 21/11/2018 37 5.1 346.4 4.18 22/11/2017 38 5.1 346.4 4.18 23/11/2017 37 5.1 346.4 4.18 24/11/2018 37 5.1 346.4 4.18 25/11/2018 37 5.1 346.4 4.18 27/11/2017 38 5.1 346.4 4.18 29/11/2017 37 5.1 346.4 4,18 PARAMETER PENGAMBILAN DATA TGL
TEMPERATUR TEKANAN LAJU ALIRAN DENSITY ENTALPY AIR PANAS MASUK AIR MASUK MASA AIR PENDINGIN AIR PANAS MASUK PADA DRY COOLER r (BAR) AIR

## PADA DRY COOLER
PADA DRY COOLER ( C ) (m3/h) (Kj/kg.  C) hci(kj/kg) 28/09/2017 37 5.1 346.4 4.18 2842.49 14/11/2017 37 5.1 346.4 4.18 2842.49 20/11/2018 37 5.1 346.4 4.18 2842.49 21/11/2018 37 5.1 346.4 4.18 2842.49 22/11/2017 38 5.1 346.4 4.18 2844.7 23/11/2017 37 5.1 346.4 4.18 2842.49 24/11/2018 37 5.1 346.4 4.18 2842.49 25/11/2018 37 5.1 346.4 4.18 2842.49 27/11/2017 38 5.1 346.4 4.18 2844.7 29/11/2017 37 5.1 346.4 4,18 2842.49
TGL
PARAMETER PENGAMBILAN DATA
AME (Aplikasi Mekanika dan Energi) : Jurnal Ilmiah Teknik Mesin
Tabel 15. Hasil perhitungan laju perpindahan panas air pendingin disisi lain masuk dry cooler
Tabel 16. Data fluida air panas yang keluar dry cooler
Tabel  17.  Hasil  perhitungan  entalpi  air  panas  disisi keluar pada dry cooler

## 3.7  Analisa  Keseimbangan  Termal  pada Sistem Pendingin ORC 500 kW  Berdasarkan Panas Sensibel
Energi  panas  yang  dibuang  oleh  kondensor berbentuk  panas  laten.  Panas  yang  dibutuhkan untuk mengubah fase air dari cair menjadi uap air. Pada  tekanan  atsmosfer,  panas  laten  dibutuhkan untuk  merubah  air  menjadi  uap  air  pada temperatur  konstan,  100  C.  Temperatur  laten akan  semakin  tinggi  seiring  dengan  semakin tingginya  tekanan  kerja  pada  boiler.  Kalor  laten inilah  yang  harus  dibuang  pada  siklus  ORC melalui  kondensor.  Hal  tersebut  memudahkan perhitungan  uap  panas  yang  dilepas  dalam kondensor.
Gambar 3. skema kondensor
TEMPERATUR TEKANAN LAJU ALIRAN DENSITY ENTALPY ENTALPY LAJU PERPINDAHAN PANAS AIR PANAS MASUK AIR MASUK MASA AIR PENDINGIN AIR PANAS MASUK AIR PANAS KELUAR PADA  AIR PENDINGIN PADA DRY COOLER r (BAR) AIR PADA DRY COOLER PADA DRY COOLER PADA DRY COOLER KONDENSOR ( C ) (m3/h) (Kj/kg.  C) hci(kj/kg) hci(kj/kg) Q (kw) 28/09/2017 37 5.1 346.4 4.18 2842.49 676.6 216.58 14/11/2017 37 5.1 346.4 4.18 2842.49 676.6 216.58 20/11/2018 37 5.1 346.4 4.18 2842.49 676.6 216.58 21/11/2018 37 5.1 346.4 4.18 2842.49 676.6 216.58 22/11/2017 38 5.1 346.4 4.18 2844.7 676.6 216.81 23/11/2017 37 5.1 346.4 4.18 2842.49 676.6 216.58 24/11/2018 37 5.1 346.4 4.18 2842.49 676.6 216.58 25/11/2018 37 5.1 346.4 4.18 2842.49 676.6 216.58 27/11/2017 38 5.1 346.4 4.18 2844.7 676.6 216.81 29/11/2017 37 5.1 346.4 4,18 2842.49 676.6 216.58 PARAMETER PENGAMBILAN DATA
TGL
TEMPERATUR TEKANAN LAJU ALIRAN DENSITY AIR PANAS KELUAR AIR KELUAR MASA AIR PENDINGIN PADA DRY COOLER r (BAR) AIR PADA DRY COOLER ( C ) (m3/h) (Kj/kg.  C) 28/09/2017 31 4,9 346.4 4.18 14/11/2017 31 4,9 346.4 4.18 20/11/2018 31 4,9 346.4 4.18 21/11/2018 31 4,9 346.4 4.18 22/11/2017 32 4,9 346.4 4.18 23/11/2017 31 4,9 346.4 4.18 24/11/2018 32 4,9 346.4 4.18 25/11/2018 32 4,9 346.4 4.18 27/11/2017 32 4,9 346.4 4.18 29/11/2017 31 4,9 346.4 4,18 PARAMETER PENGAMBILAN DATA
TGL
TEMPERATUR TEKANAN LAJU ALIRAN
DENSITY ENTALPY AIR PANAS KELUAR AIR KELUAR MASA AIR PENDINGIN AIR PANAS KELUAR PADA DRY COOLER r (BAR) AIR PADA DRY COOLER PADA DRY COOLER ( C ) (m3/h) (Kj/kg.  C) hci(kj/kg) 28/09/2017 31 4,9 346.4 4.18 676.6 14/11/2017 31 4,9 346.4 4.18 676.6 20/11/2018 31 4,9 346.4 4.18 676.6 21/11/2018 31 4,9 346.4 4.18 676.6 22/11/2017 32 4,9 346.4 4.18 676.6 23/11/2017 31 4,9 346.4 4.18 676.6 24/11/2018 32 4,9 346.4 4.18 676.6 25/11/2018 32 4,9 346.4 4.18 676.6 27/11/2017 32 4,9 346.4 4.18 676.6 29/11/2017 31 4,9 346.4 4,18 676.6 TGL PARAMETER PENGAMBILAN DATA
AME (Aplikasi Mekanika dan Energi) : Jurnal Ilmiah Teknik Mesin
Tabel 18. Hasil perhitungan laju perpindahan panas air pendingin disisi keluar dry cooler
Dari  hasil  analisis  diketahui  bahwa  air pendingin  yang  masuk  pada  sistem  pendingin kondensor adalah, temperatur air masuk kondensor sebesar 33,30°C, temperatur air keluar kondensor  sebesar  37,54°C,  tekanan  air  masuk kondensor sebesar 5,2 bar, densitas air pendingin senilai  4,180  kJ/kg°C,  laju  aliran  massa  air pendingin  sebesar  96,22  kg/s.  Perhitungan  laju perpindahan panas di sisi masuk kondensor dapat dihitung seperti di bawah ini.
𝑞 𝑐,𝑖𝑛 = 𝑚 𝑐,𝑖𝑛 . 𝐶𝑝 𝑐,𝑖𝑛 . ∆𝑇 𝑞 𝑐,𝑖𝑛 = 96,22 𝑘𝑔 𝑠 ⁄ . 4,180 𝑘𝐽 𝑘𝑔. ℃
⁄ . 4,24℃ 𝑞 𝑐,𝑖𝑛 = 1705,33 𝑘𝑊 = 1,70 𝑀𝑊
Laju  perpindahan  panas  pada 𝑞 𝑐,𝑖𝑛 adalah 1705,33 kW sama dengan laju perpindahan panas pada 𝑞 𝑐,𝑜𝑢𝑡 sebesar 1705,33 kW
Data rata-rata temperatur fluida air pendingin pada dry cooler sistem pendingin ORC meliputi:  temperatur  air  panas  masuk  pada  dry cooler 37,2 °C, temperatur air dingin masuk pada dry cooler 31,4°C, tekanan air Masuk kondensor 5,1  bar,  densitas  air  pendingin  4,180  kJ/kg°C  , laju aliran massa air pendingin 96,22 kg/s.
Laju perpindahan panas disisi masuk dry cooler dapat dihitung : 𝑞 𝑑𝑐,𝑖𝑛 = 𝑚 𝑑𝑐,𝑖𝑛 . 𝐶𝑝 𝑑𝑐,𝑖𝑛 . ∆𝑇 𝑞 𝑐,𝑖𝑛 = 96,22 𝑘𝑔 𝑠 ⁄ . 4,180 𝐾𝑗 𝑘𝑔. ℃
⁄ . 5,8℃ 𝑞 𝑐,𝑖𝑛 = 2332,76 𝑘𝑊 = 2,34 𝑀𝑊 Laju  perpindahan  panas  pada 𝑞 𝑐,𝑖𝑛 adalah 2332,76 kW sama dengan laju perpindahan panas pada 𝑞 𝑐,𝑜𝑢𝑡 sebesar 2332,76 kW.

## 3.8  Analisis  Keseimbangan  Termal  pada Sistem Pendingin ORC 500 kW
Setelah  dilakukannya  perhitungan  di  sisi masuk  dan  keluar  n-pentane  pada  kondensor, perhitungan  di  sisi  masuk  dan  keluar  air pendingin pada kondensor, perhitungan air panas yang masuk dan keluar pada dry cooler . Keseimbangan energi termal dapat dijelaskan  sebagai  berikut  :  sebuah  sistem  ORC selalu  memiliki  kesetimbangan  energi  termal, tentunya  kesetimbangan  tersebut  tehadap  waktu artinya  kesetimbangan  energi  termal  selalu berubah-ubah terhadap waktu, pada bab ini akan dibahas  tentang  kesetimbangan  energi  termal pada  sistem  pendingin  ORC  500  kW.  Variabel- variabel kesetimbangan energi termal terdiri dari beberapa jenis, yaitu laju energi masuk n-pentane pada  kondensor,  laju  keluar  n-pentane  pada kondensor,  laju  energi  masuk  dan  keluar  air pendingin pada kondensor, laju energi masuk dan keluar air pendingin pada dry cooler . Pernyataan tersebut  diterjemakan  dalam  bentuk  persamaan umum energi termal yang menyatakan bahwa laju perpindahan  panas  dari  n-pentane  sama  dengan laju perpindahan panas air pada kondensor sama dengan laju perpindahan panas di dry cooler . Dari hasil pembahasan di atas diperoleh laju perpindahan  panas  pada  kondensor  didapatkan laju  perpindahan  panas  pada  sisi dry  cooler 𝑄 𝑑𝑐 = 2,34  MW,  laju  perpindahan  panas  pada kondensor 𝑄 𝑐 = 1,70 MW
Asumsi  tidak  terjadi  kehilangan  laju perpindahan panas pada pipa maka:
TEMPERATUR TEKANAN LAJU ALIRAN DENSITY ENTALPY ENTALPY LAJU PERPINDAHAN PANAS AIR PANAS KELUAR AIR KELUAR MASA AIR PENDINGIN AIR PANAS MASUK AIR PANAS KELUAR PADA  AIR PENDINGIN PADA DRY COOLER r (BAR) AIR PADA DRY COOLER PADA DRY COOLER PADA DRY COOLER KONDENSOR ( C ) (m3/h) (Kj/kg.  C) h3(kj/kg) h4(kj/kg) Q (kw) 28/09/2017 31 4,9 346.4 4.18 2842.49 676.6 216.58 14/11/2017 31 4,9 346.4 4.18 2842.49 676.6 216.58 20/11/2018 31 4,9 346.4 4.18 2842.49 676.6 216.58 21/11/2018 31 4,9 346.4 4.18 2842.49 676.6 216.58 22/11/2017 32 4,9 346.4 4.18 2844.7 676.6 216.81 23/11/2017 31 4,9 346.4 4.18 2842.49 676.6 216.58 24/11/2018 32 4,9 346.4 4.18 2842.49 676.6 216.58 25/11/2018 32 4,9 346.4 4.18 2842.49 676.6 216.58 27/11/2017 32 4,9 346.4 4.18 2844.7 676.6 216.81 29/11/2017 31 4,9 346.4 4,18 2842.49 676.6 216.58

## PARAMETER PENGAMBILAN DATA
TGL
AME (Aplikasi Mekanika dan Energi) : Jurnal Ilmiah Teknik Mesin
Laju perpindahan panas pada equvurator adalah 𝑄 𝑒𝑞 = 𝑄 𝑑𝑐 − 𝑄 𝑐 𝑄 𝑒𝑞 = 2,34 𝑀𝑊 − 1,70 𝑀𝑊
𝑄 𝑒𝑞 = 0,64 𝑀𝑊

## 4. KESIMPULAN
Proses
kondensasi
fluida n-pentane
merupakan  fenomena  yang  cukup  kompleks.
Banyak sekali parameter yang mempengaruhinya.
Secara
garis
besar kemampuan  perpindahan  panas  sebuah  mesin pendingin  ORC  dipengaruhi  oleh  parameter operasi kerja sistem secara menyeluruh.
Proses  pendinginan  pada  sistem  pendingin ORC pada dry cooler telah mencapai temperatur pendingin  optimum  pada  nilai  temperatur  25°C sampai  35°C.  Hal  ini  ditunjukkan  pada  nilai temperatur  pendingin dry  cooler berkisar  pada temperatur 31 ℃ sampai 32 ℃ . Kesetimbangan energi pada laju perpindahan panas  n-pentane  yaitu 𝑄 𝑑𝑐 = 2,34 𝑀𝑊 . Sedangkan  laju  energi  yang  diterima  fluida  air dingin yaitu 𝑄 𝑐 = 1,70 𝑀𝑊 dan laju energi pada equvurator yaitu: 𝑄 𝑒𝑞 = 0,64 𝑀𝑊
Terjadinya  keseimbangan  energi  pada  sistem ORC menurut hukum kekekalan energi yaitu laju perpindahan panas di n-pentane sama dengan laju perpindahan  panas  yang  diterima  air  pendingin sama  dengan  laju  perpindahan  panas  pada dry cooler dari hasil penelitian ditemukan bahwa Q n- pentane sama dengan Q air pendingin dan Q air pendingin lebih besar dri Q air pada dry cooler . Hal  ini  menunjukkan  bahwa  tidak  terjadinya keseimbangan  termal  pada  sistem  pendingin ORC  500  kW,  karena  Q dry  cooler lebih  kecil dari Q yang dilepas oleh kondensor.

## REFERENSI
Delgado-Torres,  A.  M.,  García-Rodríguez,  L. (2010). Analysis and optimization of the low-temperature  solar  organic  Rankine cycle  (ORC). Energy  Conversion  and Management,  51 (12),  2846-2856.  doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2010 .06.022 Dibyo,  S.  (2009). Perhitungan  desain  termal kondensor  pada  sistem  pendingin  PWR . Paper presented at the Seminar Nasional V SDM Teknologi Nuklir, Yogyakarta. Firdaus,  A.  N.,  Putra,  A.  B.  K.  (2014). Studi variasi  laju  pendinginan    cooling  tower
terhadap sistem  ORC  (Organic  Rankine Cycle) dengan fluida kerja R-123 . Sukarman,  Sirodz,  Y.  (2018).  Optimasi  desain alat  penukar  kalor  gas  buang  untuk pemanas  air  degreaser. Jurnal  Ilmiah TEKNOBIZ, 8 (3).