Heat Engine and Heat Pump

Apa bedanya heat engine dan heat pump? Meskipun dulu udah pernah dengar, tp ttp aja selalu lupa ketika ada diskusi mengenai kedua benda ini. Spy gak lupa lagi, ada baiknya dicatat aja. Catatan ini nantinya akan diperpanjang dgn membahas sedikit mengenai penempatan heat engine dan heat pump di dlm heat integration scheme.

Anyway, begini pengertian dan perbedaan di antara keduanya:

Heat engine –> menggunakan energy utk menghasilkan kerja (It uses heat to create work). Sehingga efisiensi heat engine ini didefinisikan sbg besarnya kerja yg dihasilkan dr sejumlah energy tertentu. How much work it can create from a certain amount of energy. Skema sederhana heat engine adalah sbb:

Heat engine ini umumnya diaplikasikan di mesin kenderaan spt kenderaan yg menggunakan bahan bakar bensin (siklus Otto) dan bahan bakar diesel (siklus Diesel). Selain kedua siklus termodinamika ini, heat engine jg bisa dimodelkan dgn siklus Carnot, Brayton,Stirling, dan Rankine. Pembangkit listrik yg menggunakan steam turbin jg bekerja berdasarkan prinsip ini.

Efisiensi utk heat engine dituliskan sbb:

η = W/Qin

dengan kata lain, semakin besar kerja yg dihasilkan maka semakin tinggi pula efisiensi heat engine tsb.

Heat pump –> menggunakan kerja utk memindahkan energy (It uses work to move heat). Efisiensinya pun didefinisikan melalui Coefficient of Performance (COP) sebagai besarnya energy yg dipindahkan utk sejumlah kerja tertentu. Skema sederhana heat pump adalah sbb:

Contoh sederhana heat pump adalah sistem pendinginan (refrigeration), di mana energy dipindahkan (atau “dipompakan”) dr daerah yg bertemperature rendah (di dalam ruang pendingin) ke daerah bertemperature tinggi (ambient) dgn menggunakan kerja dr kompresor.

Efisiensi utk heat pump dituliskan sbb:

COP = Qin/W

dengan kata lain, semakin sedikit kerja yg digunakan maka semakin tinggi pula efisiensi heat pump tsb.

Utk batasan ideal heat engine dan heat pump di atas, digunakanlah siklus Carnot (siklus yg reversible dan isentropic alias siklus yg takkanpernah ada J). Utk heat engine, efisiensinya adalah sbb:

η = 1 – TL/TH

dengan kata lain, semakin rendah fluida penggerak itu diekspansikan (melalui turbin atau mesin), maka akan semakin efisien kerja si heat engine tsb. Definisi ini menyatakan klo semakin rendah temperature ekspansinya, maka semakin besar energy yg dilepas. Dan klo segalanya berjalan dgn baik (no losses and other inefficiencies), seharusnya kerja yg dihasilkan jg semakin besar, yg artinya efisiensinya akan meningkat.

Utk heat pump, efisiensi idealnya sbb:

COP = TL / (TH – TL)

dengan kata lain, semakin dekat rentang temperature utk memindahkan energy dr fluida penggerak tsb, maka akan semakin efisien kerja si heat pump. Definisi ini jelas menunjukkan klo rentang temperature semakin dekat, maka kerja yg diperlukan jg semakin kecil. Dan efisiensi pun meningkat.

Pemahaman mengenai heat engine dan heat pump ini akan memudahkan kita utk menentukan posisi optimum kedua proses ini dlm mendesain sistem utilitas (utility system design).

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: