Electronic Theses and Dissertation

Penggunaan solar water heater sebagai sumber energi terbarukan semakin meningkat, sehingga penting untuk memahami faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensinya. Dalam studi ini, simulasi CFD dilakukan untuk memodelkan aliran fluida dan transfer panas dalam pipa kolektor SWH dengan berbagai variasi kecepatan aliran (4, 6, dan 8 Lpm) dan panjang pipa (12, 18, 24, 30, dan 36 meter) yang memiliki belokan tajam. Hasil simulasi menunjukkan bahwa peningkatan kecepatan aliran fluida dapat meningkatkan koefisien perpindahan panas konveksi, namun juga menimbulkan penurunan tekanan yang signifikan. Koefisien perpindahan panas konveksi dan pressure drop tertinggi terjadi pada pipa 36 meter 8 Lpm dengan nilai 2201,83 W/m²K dan 3478,54 Pa. Selain itu, panjang pipa kolektor dengan belokan tajam mempengaruhi distribusi temperatur dan efisiensi termal secara keseluruhan. Kenaikan temperatur air per meter terbaik adalah pada pipa 12 meter 4 Lpm. Namun Kenaikan temperatur air total terjadi pada variasi pipa 36 meter 4 Lpm. Pipa 36 meter 8 Lpm merupakan variasi dengan efisiensi terbaik, yaitu 5,92%.

The use of solar water heater (SWH) as a renewable energy source is increasing, making it important to understand the factors affecting their efficiency. In this study, CFD simulations were conducted to model fluid flow and heat transfer in SWH collector pipes with various flow rates (4, 6, and 8 Lpm) and pipe lengths (12, 18, 24, 30, and 36 meters) that have sharp bends. The simulation results show that increasing the fluid flow rate can enhance the convective heat transfer coefficient, but it also causes a significant pressure drop. The highest convective heat transfer coefficient and pressure drop occurred in the 36-meter pipe at 8 Lpm, with values of 2201.83 W/m²K and 3478.54 Pa, respectively. Additionally, the length of the collector pipe with sharp bends affects the temperature distribution and overall thermal efficiency. The best temperature rise per meter was observed in the 12-meter pipe at 4 Lpm, while the total temperature rise occurred in the 36-meter pipe at 4 Lpm. The 36-meter pipe at 8 Lpm exhibited the best efficiency, at 5.92%.