MODIFIKASI KOMPRESOR SCROLL HERMETIK ZR22KE-PFJ-522 SEBAGAI EXPANDER ORC: PENGARUH KETEBALAN PELAT POROS DAN INJEKSI UDARA

Abstract

Sistem Organic Rankine Cycle (ORC) skala kecil membutuhkan perangkat expander yang andal guna mengonversi energi tekanan fluida kerja menjadi daya mekanis. Namun, mahalnya harga expander komersial spesifik di pasaran masih menjadi hambatan utama. Penelitian ini mengkaji penerapan reverse engineering melalui modifikasi kompresor pendingin scroll hermetik ZR22KE-PFJ-522 agar dapat dioperasikan sebagai expander. Penyesuaian difokuskan pada rekonstruksi jalur masukan fluida melalui pencopotan check valve dan penambahan injektor pipa PVC serta penyetelan celah mekanis (clearance) crankpin dengan memanfaatkan pelat spacer. Hasil pengujian eksperimental menunjukkan bahwa pelepasan check valve berhasil mengeliminasi hambatan aliran inlet, sedangkan injektor mengarahkan suplai udara bertekanan secara presisi menuju ruang ekspansi. Pada bagian poros, penggunaan 3 lembar pelat spacer (ketebalan total 1,5 mm) terbukti menjadi konfigurasi paling optimum untuk mencegah kemacetan mekanis (jamming) akibat pemuaian termal. Saat diuji menggunakan suplai udara bertekanan (6–10 barg), unit expander beroperasi secara stabil dengan daya mekanis aktual yang meningkat dari 0,0333 kW pada 6 barg hingga 0,0719 kW pada 10 barg, serta sanggup menyalakan beban lampu pijar 100 W secara terang pada tekanan 7–10 barg. Proyeksi kalkulasi termodinamika berbasis fluida n-pentane memperlihatkan potensi daya mekanis sebesar 1,276 kW hingga 2,312 kW pada rentang tekanan 7–11 bar abs. Temuan ini mengonfirmasi kelayakan teknik alih fungsi kompresor scroll hermetik menjadi expander ORC skala kecil.