Termodinamika sistem Pemanasan Air Tertutup

Pemanasan  air  umpan  dengan  heater  jenis  tertutup  dilakukan  dengan menggunakan penukar kalor jenis shell and tube dimana suhu air umpan naik ketika uap yang diambil  dari  turbin mengalami kondensasi diluar  tube  yang membawa air  umpan.  Karena kedua aliran tidak bercampur  maka tekanan masing-masing aliran bisa berbeda.

Gambar  10  memperlihatkan  dua  cara  bagaimana  memindahkan kondensat  dari  heater  air  umpan  tertutup.  Pada  gambar  10.a.  kondensat dipompa  ke  titik  tekanan  yang  lebih  tinggi  pada  siklus.  Gambar  10.b. kondensat  dibiarkan  masuk  ke  steam trap  (perangkap  uap)  yang  ada  di heater pada tekanan lebih rendah atau didalam kondenser.

Gambar  11.  adalah  siklus  daya  uap  regeneratif  yang  mempunyai heater air umpan tertutup dengan perangkap kondensat didalam kondenser.  Keseimbangan energi :

Efisiensi  termal  bisa ditingkatkan dengan memakai  beberapa pemanas air umpan pada tekanan yang memungkinkan.

Gambar  diatas  memperlihatkan  pembangkit  daya  dengan  tiga pemanas air  umpan tertutup dan satu pemanas terbuka.  Pembangkit  daya dengan banyak pemanas air umpan biasanya mempunyai minimal satu buah pemanas air umpan terbuka yang beroperasi pada tekanan lebih besar dari tekanan  atmosfir  sehingga  oksigen  dan  gas-gas  lain  yang  terlarut  bisa dibuang dari siklus.

Karakteristik Fluida Kerja, Siklus Uap Biner dan Kogenerasi

Air  paling  banyak  digunakan  sebagai  fluida sitem  kerja  karena  beberapa

keuntungan:

1. Mudah diperoleh

2. Biaya rendah.

3. Tidak beracun.

4. Stabil secara kimia.

5. Relatif tidak korosif.

6. Perubahan enthalpi spesifik relatif besar

Namun air juga mempunyai beberap kekurangan diantaranya :

1. Suhu Kritis air rendah (374,14 derajat C)

2. Tekanan jenuh pada suhu normal  kondenser dibawah tekanan atmosfir, sehingga udara bisa masuk ke sistem.

Untuk  siklus  yang  beroperasi  pada  temperatur  yang  relatif  lebih rendah, fluida kerjanya akan lebih baik jika menggunakan refrigeran seperti amonia.

Sistem tenaga pada pesawat  ruang angkasa menggunakan  mercury sebagai fluida kerja karena mercury mempunyai karakteristik yaitu temperatur kerja yang lebih tinggi.

Air  bisa digunakan bersama sama bahan lain pada siklus uap biner untuk mendapatkan unjuk kerja keseluruhan yang lebih baik.

Siklus  daya  uap biner  menggunakan dua fluida kerja,  dimana satu mempunyai karakteristik yang baik pada suhu tinggi dan yang lainnya dengan karakteristik yang baik pada suhu yang lebih rendah.  Contohnya siklus uap biner air-mercury.

Siklus  kogenerasi  adalah  proses  pembangkitan  daya   dimana pemanasan  uap  dilakukan  dari  pembakaran  bahan  bakar,  namun  panas bahan  bakar  ini  juga  dimanfaatkan  untuk  keperluan  lain  misalnya  untuk pembangkitan listrik.  Cara  ini  bisa menaikkan efisiensi  dalam penggunaan sumber daya energi.