Rancang Bangun Prototipe Eco-Reefer Container Dengan Menggunakan Sistem Refrigerasi Hybrid Vapour Compression-Phase Change Material (VC-PCM)

Pemilihan penggunaan Reefer Container dibandingkan Reefer Ships sebagai media pengangkutan komoditas yang memerlukan pengondisian suhu ternyata memiliki beberapa kelemahan, khususnya dalam hal tingkat konsumsi daya. Besarnya daya yang dibutuhkan untuk kegiatan operasional dari Reefer Container merupakan yang paling besar, baik di terminal peti kemas maupun di kapal. Salah satu cara untuk mengurangi tingkat konsumsi energi dari Reefer Container adalah dengan menggunakan Phase Change Material (PCM) sebagai Thermal Energy Storage (TES). Dalam penelitian ini, akan dirancang prototipe Eco-Reefer Container dengan sistem refrigerasi Hybrid Vapour Compression – PCM (VC-PCM), serta menganalisis kinerja prototype dengan memvariasikan ambient temperature. Hasil yang didapatkan dari penelitian ini adalah prototipe yang dirancang merupakan protototipe skala laboratorium 1:1.9, dimana prototipe mampu mengangkut palet berukuran 168x280x120 mm sebanyak 144 buah yang direncanakan mengangkut ikan dengan total massa 576 Kg. Pada sistem hybrid, refrigeran yang dipilih adalah R404A dengan setting temperatur evaporator -20OC pada tekanan 3.01 Bar dan temperatur masuk kondensor 60OC pada tekanan 15.01 Bar. Pada perencanaan operasional sistem hybrid VC-PCM, dalam 1 hari kompresor akan bekerja selama 10 jam, sedangkan beban selama 14 jam sisanya akan di-handle oleh PCM. PCM yang akan digunakan adalah NaCL 18%+H2O dengan nilai kalor laten 233 kJ/Kg dan Propylene Glycol 30% + H2O dengan nilai kalor laten sebesar 290 kJ/Kg. Untuk proses discharging PCM selama 14 jam, massa PCM yang dibutuhkan untuk NaCl 18%+H2O dan PG 30%+H2O adalah masing-masing 136 Kg dan 110 Kg. Dalam perancangan komponen sistem refrigerasi hybrid, evaporator diletakkan di dalam enkapsulasi PCM sehingga proses perpindahan panas berlangsung secara direct cooling. Dari segi kinerja sistem hybrid jika dibandingkan dengan sistem konvensional, penggunaan PCM sebagai wall-insulation tambahan mampu mengurangi beban transmisi sebesar 10.64% dan 11.45% untuk masing-masing PCM NaCl 18%+H2O dan PG 30%+H2O. Perubahan ambient temperature juga berpengaruh terhadap kinerja dari sistem hybrid, semakin tinggi ambient temperature, beban transmisi akan bertambah, yang menyebabkan beban total dan kerja kompresor bertambah besar dan Coefficient of Performance (COP) yang mengecil. Pada sistem hybrid, nilai COP terendah pada pukul 10.00 dengan nilai 2.594, dan pada sistem konvensional, nilai COP terendah pada pukul 12.00 dengan nilai 2.542 untuk temperatur -20oC dan 3.044 untuk temperatur -10oC ===================================================================================================== The use of Reefer Containers compared to Reefer Ships as a transportation for commodities that require temperature conditioning turns out to have several weaknesses, especially in terms of power consumption. One way to reduce the energy consumption is using Phase Change Material (PCM) as Thermal Energy Storage (TES). In this research, a prototype of Eco-Reefer Container will be designed with a Hybrid Vapor Compression–PCM (VC-PCM) refrigeration system, and analyze the performance of the prototype by varying the ambient temperature. The prototype will be designed with 1:1.9 scale, and designed to contain pallets measuring 168x280x120 mm with total 144 pieces and total mass of fish 576 Kg. The refrigerant selected is R404A with evaporator temperature setting -20 oC at pressure 3.01 Bar and condenser inlet temperature 60 oC at pressure 15.01 Bar. In the operational planning of the VC-PCM prototype, in 1 day the compressor will work for 10 hours, while the remaining 14 hours will be handled by the PCM. The PCM that will be used is NaCL 18%+H2O with a latent value of 233 kJ/Kg and Propylene Glycol 30%+H2O with a latent value of 290 kJ/Kg. For the discharging using PCM for 14 hours, the mass of PCM required for NaCl 18%+H2O and PG 30%+H2O is 136 Kg and 110 Kg, respectively. In the design of the hybrid refrigeration system components, the evaporator is placed inside the PCM encapsulation so that the heat transfer is directly. In terms of prototype performance when compared to conventional systems, the use of PCM as additional wall insulation was able to reduce transmission load by 10.64% and 11.45% for PCM NaCl 18%+H2O and PG 30%+H2O, respectively. Changes in ambient temperature also affect the performance of the prototype, the higher the ambient temperature, transmission load will increase, causes total load and compressor work to increase and the Coefficient of Performance (COP) to decrease. In the hybrid system, the lowest COP value is at 10.00 with 2.594, and in the conventional system, the lowest COP value is at 12.00 with a value of 2.542 for temperature -20oC and 3.044 for temperature -10oC