a. Casing / Rumah b. Bak penampung c. Pompa air d. Kipas / Fan e. Cooling pad f. Selang / Pipa A. Casing / Rumah
Casing / rumah merupakan frame atau rangka dari sebuah air cooler yang
berguna untuk melekatkan atau menyimpan cooling pad, pompa air, kipas/fan, selang/pipa, bak penampung atas. Gambar 2.4 menyajikan gambar casing / rumah
air cooler (Tampak samping).
Gambar 2.4 Casing / rumah B. Bak penampung atas
Bak penampung atas sebagai tempat utuk menampung air yang disirkulasikan dalam sistem. Gambar 2.5 menyajikan gambar bak penampung atas air cooler (Tampak atas).
C. Pompa Air
Pompa air berfungsi untuk mensirkulasikan air dari bak penampung bawah ke bak penampung atas. Gambar 2.6 menyajikan gambar pompa air.
Gambar 2.6 Pompa air
(https://www.google.co.id/search?q=pompa+halico+AT+105&) D. Kipas / Fan
Kipas / fan berfungsi untuk mengalirkan udara dari lingkungan untuk dialirkan ke dalam air cooler. Gambar 2.7 menyajikan gambar kipas / fan.
Gambar 2.7 Kipas / Fan
(https://www.google.co.id/search?q=sekai+kipas+meja+9%22) E. Cooling Pad
Cooling pad merupakan alat yang berfungsi sebagai filter dan media
pendinginan. Gambar 2.8 menyajikan gambar cooling pad (Tampak samping).
F. Selang
Selang untuk mngalirkan atau mendistribusikan air dari bak penampung bawah ke bak penampung atas. Gambar 2.9 menyajikan gambar selang.
Gambar 2.9 Selang
(https://www.google.co.id/search?q=selang) 2.1.5 Proses-proses udara pada psychrometric chart
a. Parameter parameter pada psychrometric chart
Parameter-parameter udara psychrometric chart meliputi : (1) dry-bulb
temperature (Tdb) (2) wet-bulb temperature (Twb) (3) dew-point temperature (Tdp),
(4) specific humidity (W) (5) relative humidity (%RH) (6) enthalpy (H) (7) volume
specific (SpV). Gambar 2.10 menyajikan psychrometric chart
Gambar 2.10 Psychrometric chart (https://link.springer.com)
1. Dry-bulb temperature (Tdb)
Dry-bulb temperature merupakan temperatur udara kering yang diukur dengan termometer dengan bulb dalam keadaan kering (tidak diselimuti dengan kain basah). Satuan yang dipakai untuk temperatur ini biasanya celcius, kelvin, dan fahrenheit. Suhu udara Tdb yang memiliki nilai yang sama diposisikan sebagai garis vertikal yang berawal dari garis sumbu mendatar yang terdapat di bagian bawah
psychrometric chart. Gambar 2.11 menyajikan dry-bulb temperature (Tdb) pada
psychrometric chart.
Gambar 2.11 Dry-bulb temperature
(https://www.google.co.id/search?safe=strict&hl=id&authuser)
2. Wet-bulb temperature (Twb)
Wet-bulb temperature merupakan temperatur udara basah yang diukur dengan termometer dengan bulb dalam keadaan basah (diselimuti dengan kain basah). Temperatur udara basah atau Twb yang memiliki nilai yang sama diposisikan sebagai garis miring ke bawah, yang berawal dari garis saturasi yang terletak di bagian kanan psychrometric chart. Gambar 2.12 menyajikan wet-bulb temperature pada psychrometric chart.
Gambar 2.12 Wet-bulb temperature
3. Dew-point temperature (Tdp)
Dew-point temperature merupakan suhu dimana udara mulai menunjukkan terjadinya proses pengembunan uap air dari udara ketika udara didinginkan/diturunkan temperaturnya Tdp ditandai sepanjang titik saturasi. Gambar 2.13 menyajikan dew-point temperature pada psychrometric chart.
Gambar 2.13 Dew-point temperature
(https://www.google.co.id/search?safe=strict&hl=id&authuser)
4. Specific humidity (W)
Specific humidity merupakan jumlah uap air yang terkandung di dalam udara setiap satu kilogram udara kering (kgair / kgudara kering ). Pada psychrometric chart W diposisikan pada garis sumbu vertikal yang berada disamping kanan psychrometric
chart. Gambar 2.14 menyajikan specific humidity pada psychrometric chart.
Gambar 2.14 Specific humidity
5. Relative humidity (%RH)
Relative humidity merupakan perbandingan dari jumlah uap air yang terkandung di udara dalam setiap satu kilogram udara kering dengan jumlah air maksimum yang dapat terkandung satu kilogram udara kering pada kondisi udara yang sama, dalam bentuk persentase. Gambar 2.15 menyajikan relative humidity pada psychrometric chart.
Gambar 2.15 Relative humidity
(https://www.google.co.id/search?safe=strict&hl=id&authuser)
6. Enthalpy (H)
Enthalpy merupakan jumlah energi kalor total yang terkandung dalam
campuran udara dan uap air persatuan massa udara kering. Gambar 2.16 menyajikan titik – titik yang membentuk garis – garis yang memiliki nilai enthalpy yang sama.
Gambar 2.16 Enthalpy
7. Specific Volume (SpV)
Specific volume merupakan besarnya volume dari campuran udara dalam satu satuan massa dengan satuan m3 /kg. Gambar 2.17 menyajikan specific volume pada
psychrometric chart.
Gambar 2.17 Specific volume
(https://www.google.co.id/search?q=specific+humidity+lines) b. Proses Evaporative Cooling pada Psychrometric Chart
Proses yang terjadi pada udara di dalam psychrometric chart adalah (1) proses pendinginan dan penurunan kelembapan (cooling and dehumidifying), (2) proses pemanasan sensibel (sensible heating). (3) Proses pendinginan dan kenaikkan kelembapan (evaporative cooling), (4) proses pendinginan sensibel (sensible
cooling), (5) proses humidifying, (6 ) proses dehumidifying, (7) proses pemanasan
dan penurunan kelembapan (cooling and dehumidifying), (8) proses pemanasan dan penaikkan kelembapan (heating and humidifying). Gambar 2.18 menyajikan Proses-proses yang terjadi pada udara di dalam psychrometric chart
1. Proses pendinginan dan penurunan kelembapan (cooling and dehumidifying) Proses pendinginan dan penurunan kelembapan merupakan proses penurunan kalor sensibel dan penurunan kalor laten dari udara. Pada proses ini terjadi penurunan temperatur pada bola kering, bola basah, entalpi, volume spesifik, temperatur titik embun, dan kelembapan spesifik. Sedangkan kelembapan relatif dapat mengalami peningkatan dan dapat mengalami penurunan, tergantung proses yang terjadi. Gambar 2.19 menyajikan cooling and dehumidifying.
Gambar 2.19 Proses cooling and dehumidifying 2. Proses pemanasan sensibel (sensible heating)
Proses pemanasan sensibel merupakan proses penambahan kalor sensibel ke udara. Pada proses pemanasan, terjadi peningkatan temperatur pada bola kering, temperatur pada bola basah, entalpi, dan volume spesifik. Sedangkan temperatur titik embun dan kelembapan spesifik tetap konstan. Namun kelembapan relatif mengalami penurunan. Gambar 2.20 menyajikan proses sensible heating.
Gambar 2.20 Proses sensible heating
3. Proses pendinginan dan penaikkan kelembapan (evaporative cooling)
Proses pendinginan dan penaikan kelembapan digunakan untuk menurunkan temperatur bola kering dan penaikkan kandungan uap air pada udara. Proses ini menyebabkan perubahan temperatur pada bola kering, temperatur pada bola basah, dan volume spesifik. Selain itu, teradi peningkatan titik embun, kelembapan relativ dan spesifik. Gambar 2.21 menyajikan proses evaporative
cooling.
Gambar 2.21 Proses evaporative cooling 4. Proses pendinginan sensibel (sensible cooling)
Proses pendinginan sensibel merupakan proses pengambilan kalor sensibel dari udara sehingga terjadi penurunan temperatur udara. Dari proses ini mengakibatkan terjadinya penurunan temperatur pada bola kering, bola basah, dan volume spesifik, namun terjadi peningkatan kelembapan relatif. Kelembapan spesifik dan temperatur titik embun tidak terjadi perubahan. Gambar 2.22 menyajikan proses sensible cooling.
5. Proses humidifying
Proses humidifying merupakan proses dimana terjadi penambahan kandungan uap air ke udara, tanpa merubah temperatur pada bola kering dan mengakibatkan terjadinya kenaikkan entalpi, temperatur bola basah, titik embun dan kelembapan spesifik. Gambar 2.23 menyajikan proses humidifying.
Gambar 2.23 Proses humidifying
6. Proses dehumidifying
Proses dehumidifying merupakan proses yang mengakibatkan terjadinya pengurangan kadar uap air pada udara tanpa merubah temperatur pada bola kering sehingga terjadi penurunan entalpi, temperatur pada bola basah, titik embun, dan kelembapan spesifik. Gambar 2.24 menyajikan proses dehumidifying.
7. Proses pemanasan dan penurunan kelembapan (heating and dehumidifying) Proses pemanasan dan penurunan kelembapan ini digunakan untuk menaikkan temperatur pada bola kering dan menurunkan kandungan uap air yang terdapat pada udara. Pada proses ini terjadi penurunan kelembapan sepesifik, entalpi, temperatur pada bola basah, dan kelembapan relatif, tetapi terjadi peningkatan pada temperatur bola kering. Gambar 2.25 menyajikan proses heating
and dehumidifying.
Gambar 2.25 Proses heating and dehumidifying
8. Proses pemanasan dan penaikkan kelembapan (heating and humidifying) Proses pemanasan dan penaikkan kelembapan merupakan proses untuk menaikkan suhu bola kering dengan disertai penurunan kelembapan spesifik. Pada proses ini terjadi kenaikkan kelembapan spesifik, entalpi, temperatur pada bola basah, spesifik volume dan suhu titik embun. Gambar 2.26 menyajikan proses
heating and humidifying.
Gambar skematik evaporative cooling dari titik A ke B disajikan pada Gambar 2.27.
Gambar 2.27 Skematik evaporative cooling dari titik A ke B
Gambar proses evaporative cooling pada psychometric chart disajikan pada Gambar 2.28.
Gambar 2.28 Proses evaporative cooling pada psychometric chart (https://www.google.co.id/ evaporative+cooling+pada+psychometry+chart)
C
℃
Tabel 2.2 Data – data yang diperlukan dalam perhitungan
c. Perhitungan Perhitungan Evaporative Cooling a. Laju aliran volume udara (Qudara)
Besar laju aliran volume udara dapat dihitung dengan Persamaan (2.2) :
Qudara = V x A (2.2)
Pada Persamaan (2.2) :
Qudara : Debit aliran udara (m3/s)
V : Kecepatan rerata aliran udara (m/s) A : Luas penampang aliran (m2)
b. Laju aliran massa udara (ṁudara)
Besarnya laju aliran massa udara dapat dihitung dengan Persamaan (2.3) :
ṁudara = 𝜌 𝑥 𝑉 𝑥 𝐴 = 𝑉 𝑥 𝐴
𝑆𝑉 (2.3)
Pada Persamaan (2.3) :
ṁudara : Laju aliran massa udara (kgudara/s)
V : Kecepatan rerata aliran udara (m/s) A : Luas penampang aliran (m2)
ρ :
Massa jenis udara (kgudara/m3) Sv : Spesifik volume udara (m3/kgudara)c. Energi yang dilepaskan ke udara (Qsensibel)
Besarnya energi yang dilepas ke udara dapat dihitung dengan Persamaan (2.4):
Qsensibel = hB-hC (2.4) Pada Persamaan (2.4) : Titik Tdb (℃) Twb (℃) W (kgair/kgudara) h (kJ/kg) RH (%) SV (m³/kg) A TdbA TwbA WA hA RHA SVA B TdbB TwbB WB hB RHB SVB C TdbC TwbC WC hC RHC SVC
Qsensibel : Banyaknya kalor sensibel yang dilepas ke udara untuk menguapkan air (kJ/s)
hB : Entalpi di titik B (kJ/kgudara) hC : Entalpi di titik C (kJ/kgudara)
d. Pertambahan kandungan uap air
Pertambahan kandungan uap air pada proses evaporative cooling dapat dihitung dengan Persamaan (2.5):
∆W = WB -WC (2.5)
Pada Persamaan (2.5):
∆𝑊 : Pertambahan kandungan uap air (kgair/kgudara)
WB : Kelembapan spesifik udara keluar dari cooling pad (kgair/kgudara) WC : Kelembapan spesifik udara masuk dari cooling pad (kgair/kgudara) e. Efisiensi air cooler
Efisiensi air cooler dapat dihitung dengan Persamaan (2.6): Efisiensi = ∆𝑇𝑎𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙
∆𝑇𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚 = TdbA −TdbB
TdbA −TwbA× 100% = TdbA−TdbB
TdbA −TwbB100% (2.6) Pada Persamaan (2.6):
TdbA : temperatur bola kering udara masuk cooling pad (℃) TdbB : temperatur bola kering udara keluar cooling pad (℃) TwbA : temperatur bola basah udara masuk cooling pad (℃) 2.2 Tinjauan Pustaka
Ekadewi, Fandi, Selrianus (2007) telah melakukan penelitian air cooler yang bertujuan (a) mengetahui pengaruh kecepatan aliran udara terhadap efisiensi air
cooler, (b) mengetahui pengaruh temperatur bola kering udara masuk terhadap
efisiensi air cooler, (c) mengetahui pengaruh temperatur air terhadap laju penguapan air. Penelitian dilakukan secara eksperimen. Hasil dari penelitian adalah
(a) aliran udara dengan kecepatan rendah menghasilkan efisiensi lebih tinggi, (b) semakin tinggi temperatur bola kering dan semakin rendah RH udara masuk, maka, semakin tinggi efisiensi evaporative cooler, (c) semakin rendah temperatur air yang membasahi cooling pad, semakin sedikit laju penguapan air.
Yohanes (2016) telah melakukan penelitian mengenai air cooler yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh kondisi udara terhadap efisiensi air cooler. Penelitian dilakukan secara eksperimen dengan melakukan berbagai variasi penelitian. Penelitian memberikan efisiensi terbaik pada air cooler yang menggunakan air ditambah dengan 2 liter balok es, dengan bahan cooling pad dari serabut kelapa.
Anastasia (2016) telah melakukan penelitian tentang air cooler yang bertujuan untuk mengetahui pegaruh kecepatan udara terhadap efisiensi dalam beberapa kondisi air cooler. Penelitian dilakukan secara eksperimen dengan melakukan beberapa variasi penelitian. Hasil dari penelitian ini adalah efisiensi terbaik dihasilkan pda kasus cooling pad sponge dengan menggunakan balok es yaitu sebesar 97,37%.
Raymundus (2015) telah melakukan penelitian tentang air cooler yang bertujuan (a) merancang dan merakit air cooler dengan tiga kecepatan udara, (b) untuk mengetahui pengaruh variasi cooling pad tehadap efisiensi air cooler. Penelitian dilakukan secara eksperimen. Hasil dari penelitian tersebut adalah (a) air
cooler dibuat dengan baik, sehingga dapat bersaing dengan air cooler yang ada di
pasaran, (b) hasil efisiensi terbaik dari semua penelitian air cooler adalah menggunakan cooling pad honey comb dengan cooling pad sponge dan cairan pendingin air es sebesar 70,20%