Thermal Performance of Non-Collision Type Phase-Change Material Capsule Arrangement in a Tank of Active System Solar Water Heater
| Main Authors: | Nadjib, Muhammad, Santosa, Tito Hadji Agung, Marausna, Gaguk |
|---|---|
| Format: | Article info application/pdf eJournal |
| Bahasa: | ind |
| Terbitan: |
Diponegoro University
, 2022
|
| Subjects: | |
| Online Access: |
https://ejournal.undip.ac.id/index.php/teknik/article/view/42149 https://ejournal.undip.ac.id/index.php/teknik/article/view/42149/22940 |
Daftar Isi:
- Combination of phase-change material (PCM) and water as a heat storage medium in solar water heating tanks (SWH) has received the attention of researchers because of the high energy density of PCM. The encapsulation method is one way to place PCM in SWH's tank. This study investigates the thermal performance of installing a non-collision type capsule containing PCM in an SWH tank. The research uses an active SWH with a tank capacity of 60 liters. Paraffin wax is put into 24 cylindrical capsules; then, the capsules are installed in the tank, which forms a non-collision arrangement. Twenty pieces of thermocouples are placed both on the waterside and the PCM. The heating process uses a solar simulator for 160 minutes. The temperature data are used to analyze the SWH's thermal performance. The scenario is repeated with the same steps but using the flow spreader at the tank's inlet. The thermal performance results of the two methods are compared. The non-collision arrangement has unsatisfactory thermal performance. Adding a flow spreader increases the cumulative heat storage and collection efficiency by 46.78% and 49.52%, respectively.
- Penggabungan phase-change material (PCM) dan air sebagai media penyimpan kalor pada tangki pemanas air tenaga surya (PATS) mendapat perhatian para peneliti karena PCM memiliki densitas energi yang tinggi. Salah satu cara penempatan PCM di dalam tangki PATS adalah metode enkapsulasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji unjuk kerja termal pemasangan kapsul tipe non-tumbuk yang berisi PCM di dalam tangki PATS. Alat penelitian memakai sistem PATS aktif dengan kapasitas tangki 60 liter. Paraffin wax dimasukkan ke dalam kapsul tipe silinder. Kemudian, kapsul berjumlah 24 buah dipasang di dalam tangki yang membentuk susunan non-tumbuk. 20 buah termokopel diletakkan di dalam tangki baik di sisi air maupun PCM. Proses pemanasan sistem PATS memakai solar simulator dengan waktu 160 menit. Data temperatur air dan paraffin wax dipakai untuk menganalisis kinerja termal PATS. Skenario diulangi dengan langkah yang sama tetapi di saluran masuk tangki dipasang penyebar aliran. Hasil unjuk kerja termal dari dua skenario dibandingkan. Susunan kapsul tipe non-tumbuk memiliki unjuk kerja termal yang kurang memuaskan. Penambahan penyebar aliran mampu meningkatkan penyimpanan energi termal kumulatif dan efisiensi pengumpulan kumulatif masing-masing sebesar 46,78% dan 49,52%.