BAB I PENDAHULUAN …
1.6 Luaran penelitian …
Diperolehnya teknologi tepat guna berupa mesin penghasil aquades yang praktis, aman, ramah lingkungan dan sederhana.
BAB II
DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Dasar Teori 2.1.1. Aquades
Aquades adalah air murni tidak mengandung logam, berbahan dasar air PDAM atau sumur tapi telah melewati proses pemurnian dengan cara penyulingan atau proses demineralisasi. Proses penyulingan adalah proses dimana air diuapkan kemudian diembunkan dengan melalui proses pendinginan. Sedangkan proses demineralisasi dilakukan dengan menyaring atau mencampur air dengan cairan kimia untuk memisahkan unsur logamnya. Biasanya aquades yang dijual bebas di pasaran diperoleh dari hasil proses demineralisasi, karena proses penyulingan membutuhkan waktu yang lama.
Aquades sering digunakan dalam kegiatan laboratorium, kimia, pengolahan baja, pengganti air aki, dan masih banyak manfaat lainnya.
2.1.2. Siklus Kompresi Uap
Siklus kompresi uap merupakan sistem mesin pendingin yang menggunakan penguapan dalam penyerapan kalor dengan menggunakan media pendingin refrigeran atau freon. Dalam siklus kompresi uap terjadi proses kompresi, kondensasi, ekspansi dan evaporasi. Komponen utama mesin siklus kompresi uap yaitu kompresor, kondensor, pipa kapiler dan evaporator. Gambar 2.1. menyajikan skematik rangkaian komponen utama dari mesin siklus kompresi uap dan proses aliran energi yang terjadi pada mesin siklus kompresi uap.
Gambar 2.1. Rangkaian komponen utama mesin siklus kompresi uap.
2.1.2.1. Proses – proses pada P-h Diagram dan T-s Diagram
Siklus kompresi uap yang dipergunakan pada mesin penghasil aquades, bila digambarkan pada diagram P-h dan diagram T-s secara berturut – turut disajikan pada Gambar 2.2 dan Gambar 2.3.
Gambar 2.2. Siklus kompresi uap pada diagram P-h.
Gambar 2.3. Siklus kompresi uap pada diagram T-s.
Pada proses siklus kompresi uap seperti yang tersaji pada Gambar 2.2. dan Gambar 2.3., terjadi beberapa proses seperti berikut :
a. Proses kompresi (1 – 2)
Proses kompresi terjadi di titik 1 – 2 pada Gambar 2.2. dan Gambar 2.3. Proses ini dilakukan oleh kompresor, dimana refrigeran yang berupa gas panas lanjut bertekanan rendah dikompresikan menjadi gas panas lanjut bertekanan tinggi.
Proses ini berlangsung secara isentropik (entalpi (s) yang konstan). Temperatur keluar kompresor akan meningkat.
b. Proses penurunan suhu (desuperheating) (2 – 2a)
Proses penurunan suhu atau biasa disebut desuperheating ini terjadi di pipa penghubung antara kompresor dan kondensor. Pada Gambar 2.2. dan Gambar 2.3.
ditunjukkan pada titik 2 – 2a. Refrigeran mengalami penurunan temperatur karena temperatur refrigeran lebih tinggi dari temperatur lingkungan sekitar sehingga terjadi pelepasan kalor oleh refrigeran. Penurunan temperatur terjadi pada tekanan tetap atau konstan.
c. Proses kondensasi (2a – 3a)
Proses kondensasi ini terjadi pada kondensor dan pada Gambar 2.2., Gambar 2.3. ditunjukkan pada titik 2a – 3a. Pada proses ini refrigeran mengalami perubahan fase dari gas jenuh menjadi cair jenuh. Karena temperatur refrigeran lebih tinggi dari temperatur udara lingkungan, maka terjadi pelepasan kalor ke lingkungan sekitar kondensor. Proses ini terjadi pada tekanan dan temperatur yang konstan.
d. Proses pendinginan lanjut (3a – 3)
Proses pendinginan lanjut terjadi pada titik 3a – 3 pada Gambar 2.2. dan Gambar 2.3. Pada proses ini terjadi penurunan temperatur refrigeran sehingga lebih rendah dari temperatur kondensor. Pada proses ini refrigeran mengalami perubahan fase dari cair jenuh menjadi cair lanjut. Proses ini diperlukan untuk memastikan refrigeran pada kondisi cair saat masuk pipa kapiler. Proses ini berlangsung pada tekanan yang konstan.
e. Proses penurunan tekanan (3 – 4)
Proses penurunan tekanan ditunjukkan pada titik 3 – 4 pada Gambar 2.2. dan Gambar 2.3. Proses ini terjadi saat refrigeran berada di pipa kapiler. Refrigeran mengalami perubahan fase dari cair lanjut menjadi cair – gas dan juga mengalami penurunan tekanan. Proses terjadi pada entalpi yang konstan.
f. Proses evaporasi atau penguapan (4 – 1a)
Proses evaporasi atau penguapan ditunjukkan di titik 4 – 1a pada Gambar 2.2.
dan Gambar 2.3. Pada proses ini refrigeran mengalami perubahan fase dari fase campuran cair – gas menjadi gas jenuh. Perubahan fase terjadi karena temperatur refrigeran lebih rendah dari temperatur lingkungan, maka terjadi penyerapan kalor dari lingkungan. Proses ini terjadi pada temperatur dan tekanan yang tetap.
g. Proses pemanansan lajut (1a – 1)
Proses ini ditunjukkan di titik 1a – 1 pada Gambar 2.2. dan Gambar 2.3. dan terjadi pada pipa penghubung evaporator dan kondensor. Dengan adanya proses pemanasan lanjut refrigeran mengalami perubahan fasedari gas jenuh menjadi gas panas lanjut. Proses ini berlangsung dengan tekanan tetap.
2.1.2.2. Perhitungan pada Siklus Kompresi Uap
Berdasarkan pada Gambar 2.2., diagram P-h dapat dihitung besarnya kalor yang diserap evaporator (Qin), kalor yang dilepas kondensor (Qout), besar kerja kompresor (Win), COPaktual, COPideal dan efisiensi (η).
a. Energi kalor yang diserap evaporator per satuan massa refrigeran (Qin) Besarnya energi kalor yang diserap evaporator per satuan massa refrigeran dapat dihitung dengan Persamaan (2.1) :
Qin = h1 – h4 …(2.1)
Pada Persamaan (2.1) :
Qin : energi kalor yang diserap evaporator per satuan massa refrigeran (kJ/kg) h1 : nilai entalpi refrigeran saat keluar evaporator (kJ/kg)
h4 : nilai entalpi refrigeran saat masuk evaporator (kJ/kg)
b. Energi kalor yang dilepas kondensor per satuan massa refrigeran (Qout) Besarnya enekrgi kalor yang dilepas kondensor per satuan massa refrigeran dapat dihitung dengan Persamaan (2.2):
Qout = h2 – h3 …(2.2)
Pada Persamaan (2.2) :
Qout : energi kalor yang dilepas kondensor per satuan massa refrigeran (kJ/kg) h2 : nilai entalpi refrigeran saat masuk kondensor (kJ/kg)
h3 : nilai entalpi refrigeran saat keluar kondensor (kJ/kg) c. Kerja kompresor (Win)
Kerja kompresor per satuan massa refrigeran dapat dihitung dengan Persamaan (2.3) :
Win = h2 – h1 …(2.3)
Pada Persamaan (2.3) :
Win : kerja kompresor per satuan massa refrigeran (kJ/kg) h1 : nilai entalpi refrigeran saat masuk kompresor (kJ/kg) h2 : nilai entalpi refrigeran saat keluar kompresor (kJ/kg) d. Actual Coefficient of Performance (COPaktual)
COPaktual merupakan perbandingan antara kalor yang diserap evaporator dengan energi listrik yang digunakan untuk menggerakkan kompresor. Nilai COPaktual dapat dihitung dengan Persamaan (2.4) :
COPaktual = Qin / Win = (h1 – h4) / (h2 – h1) …(2.4)
Pada Persamaan (2.4) :
Qin : energi kalor yang diserap evaporator per satuan massa refrigeran (kJ/kg) Win : kerja kompresor per satuan massa refrigeran (kJ/kg)
e. Ideal Coefficient of performance (COPideal)
COPideal merupakan COP maksimum yang dapat dicapai mesin. COPideal
dapat dihitung dengan Persamaan (2.5) :
COPideal = Te / (Tc – Te) …(2.5)
Pada Persamaan (2.5) :
Te : temperatur kerja mutlak evaporator (K)
Tc : temperatur kerja mutlak kondensor (K) f. Efisiensi mesin siklus kompresi uap (η)
Efisiensi mesin siklus kompresi uap dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.6) :
η = (COPaktual / COPideal) x 100% …(2.6)
Pada Persamaan (2.6) :
η : efisiensi mesin siklus kompresi uap.
g. Laju aliran massa refrigeran (ṁref)
Laju aliran massa refrigeran dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.7) :
ṁref = Daya / Win = ( I x V ) /[( h2 – h1 ) x 1000] ...(2.7) Pada Persamaan (2.7) :
ṁref : laju aliran massa refrigeran (kg/s) I : arus listrik (Ampere)
V : tegangan listrik (Volt)
h1 : nilai entalpi refrigeran saat keluar evaporator (kJ/kg) h2 : nilai entalpi refrigeran saat masuk kondensor (kJ/kg)
2.1.2.3. Komponen Utama Mesin Siklus Kompresi Uap a. Kompresor
Kompresor merupakan alat yang menjadi unit tenaga pada siklus kompresi uap, yang berfungsi untuk menaikkan tekanan refrigeran atau untuk memompa refrigeran ke seluruh bagian mesin siklus kompresi uap. Dimana di sisi intake
kompresor terjadi proses penghisapan refrigeran bertekanan rendah dan di sisi output terjadi proses pemompaan refrigeran dengan tekanan dan temperatur yang tinggi. Pada mesin pendingin kapasitas rendah, umumnya kompresor yang digunakan merupakan kompresor berjenis Hermetik (Hermetic Compressor).
Kompresor ini digerakkan langsung oleh motor listrik dengan komponen mekanik yang berada dalam satu wadah tertutup.
Gambar 2.4. Kompresor hermetik jenis rotary
Sumber: http://3.bp.blogspot.com/_oqdC3nmt4FA/TSlKM62EQMI/
AAAAAAAAACM/Z5XgFEbqflk/s1600/kompresor.jpg b. Kondensor
Kondensor merupakan alat yang berfungsi unruk melepas kalor ke lingkungan, menurunkan temperatur refrigeran dan mengubah fase refrigeran dari gas menjadi cair. Untuk mempercepat proses pelepasan kalor, pipa refrigeran yang ada di kondensor diberi sirip.
Gambar 2.5 Kondensor pipa bersirip
Sumber: http://2.bp.blogspot.com/-R-J6cuzfSaE/U_hQhSe_twI/
AAAAAAAAAC0/HKHLD50b1u0/s1600/KONDENSOR.jpg
c. Pipa kapiler
Pipa kapiler merupakan bagian siklus kompresi uap yang berfungsi untuk menurunkan tekanan refrigeran. Pada proses isentalpi, penurunan tekanan pada refrigeran menyebabkan penurunan temperatur refrigeran. Temperatur refrigeran yang rendah kemudian dimanfaatkan evaporator untuk menurunkan temperatur udara yang melewati evaporator.
Gambar 2.6 Pipa kapiler
Sumber : http://g02.s.alicdn.com/kf/HTB1afzoHXXXXXXMXXXXq6x XFXXXk/220950467/HTB1afzoHXXXXXXMXXXXq6xXFXXXk.jpg d. Evaporator
Evaporator merupakan alat yang berfungsi untuk menangkap kalor dari lingkungan sekitar. Pada evaporator terjadi perubahan fase refrigeran dari bentuk cair ke gas jenuh atau dapat pula menjadi gas panas lanjut.
Gambar 2.7 Evaporator dengan sirip
Sumber: http://www.shenglin-tech.com/uploads/131209/2-13120914395Y51.jpg
2.1.3. Psychrometric Chart
Psychrometric Chart adalah grafik yang digunakan untuk menentukan properti – properti udara pada keadaan tertentu. Psychrometric Chart dapat dilihat pada Gambar 2.8 dengan masing – masing kurva / garis menunjukan nilai properti yang konstan. Untuk mengetahui nilai properti udara seperti entalpi (h), kelembaban relatif (RH), spesifik volume (SpV), kelembaban spesifik (W), suhu udara basah (Twb), suhu udara kering (Tdb), dan suhu titik embun (Tdp) pada keadaan tertentu dapat diperoleh apabila minimal dua properti sudah diketahui. Misalnya untuk keadaan udara pada suhu kering (Tdb) dan suhu basah (Twb) tertentu, maka nilai h, RH, SpV, W,dan Tdp dapat ditentukan, dengan mempergunakan psychrometric chart.
Gambar 2.8. Psychrometric Chart
(Sumber : http://boulangeriedagobert.com/shopping/psychrometric-chart-metric.php)
2.1.3.1. Parameter – parameter pada Psychometric Chart
Parameter – parameter udara dalam Psychrometric Chart antara lain : (a) Dry–Bulb Temperature (Tdb), (b) Wet–Bulb Temperature (Twb), (c) Dew–Point Temperature (Tdp), (d) Specific Humidity (W), (e) Volume Specific (SpV), (f) Relative Humadity (RH). Berikut ini penjelasannya :
a. Dry-Bulb Temperature (Tdb)
Dry-Bulb temperature adalah suhu udara bola kering yang diperoleh melalui pengukuran menggunakan termometer dengan kondisi bulb dalam keadaan kering (bulb dari termometer tidak dibasahi dengan air).
b. Wet-Bulb Temperature (Twb)
Wet-Bulb temperature adalah suhu udara bola basah yang diperoleh melalui pengukuran menggunakan termometer dengan kondisi bulb dalam keadaan basah (bulb dari termometer diselimuti kain basah).
c. Dew-Point Temperature (Tdp)
Dew-Point Temperature adalah nilai suhu dimana uap air di dalam udara mengalami proses pengembunan ketika udara didinginkan (suhu titik embun dari uap air yang ada di udara).
d. Specific Humidity (W)
Specific Hunidity adalah massa kandungan uap air di udara dalam setiap satu kilogram udara kering (kg air/kg udara kering).
e. Volume Specific (SpV)
Volume Specific adalah volume udara campuran dengan satuan meter kubik per kilogram udara kering, dapat juga dikatakan sebagai meter kubik udara -kering.
f. Relative Humidity (RH)
Relative Humidity adalah presentase perbandingan jumlah air yang terkandung dalam 1 m3 dengan jumlah air maksimal yang dapat terkandung dalam 1 m3 tersebut.
Gambar 2.9. Parameter-parameter pada Psychrometric Chart 2.1.3.2. Proses – proses yang terjadi pada udara dalam Psychometric Chart
Proses – proses yang terjadi pada Psychrometric Chart antara lain : (a) proses pendinginan dan penurunan kelembaban (cooling and dehumidifying), (b) proses pemanasan (sensible heating), (c) proses pendinginan dan penaikkan kelembaban (evaporative cooling), (d) proses pendinginan (sensible cooling), (e) proses penaikkan kelembaban (humidifying), (f) proses penurunan kelembaban (dehumidifying), (g) proses pemanasan dan penurunan kelembaban (chemical dehumidifying), (h) proses pemanasan dan penaikkan kelembaban (heating and humidifying).
Gambar 2.10. Proses – proses pada Psychrometric Chart
a. Proses pendinginan dan penurunan kelembaban (cooling and dehumidifying) Proses pendinginan dan penurunan kelembaban adalah proses penurunan kalor sensibel dan penurunan kalor laten udara. Pada proses pendinginan dan penurunan kelembaban terjadi penurunan temperatur bola kering, temperatur bola basah, penurunan entalpi, penurunan volume spesifik, penurunan temperatur titik embun, dan penurunan kelembaban spesifik. Sedangkam kelembaban relatif dapat mengalami peningkatan dan dapat mengalami penurunan, tergantung dari prosesnya. Gambar 2.11 menyajikan proses pendinginan dan penurunan kelembaban pada diagram psychrometric chart.
Gambar 2.11. Proses Cooling dan Dehumidifying )
b. Proses pemanasan (sensible heating)
Proses pemanasan adalah proses penambahan kalor sensibel ke udara. Pada proses pemanasan, terjadi peningkatan : temperatur bola kering, temperatur bola basah, entalpi, dan volume spesifik. Sedangkan temperatur titik embun dan kelembaban spesifik tetap konstan. Namun kelembaban relatif mengalami penurunan. Gambar 2.12 menyajikan proses pemanasan pada diagram psychrometric chart.
Gambar 2.12. Proses Sensible Heating
c. Proses pendinginan dan penaikkan kelembaban (evaporative cooling)
Proses pendinginan dan penaikkan kelembaban berfungsi untuk menurunkan temperatur dan menaikkan kandungan uap air di udara. Proses ini menyebabkan perubahan suhu temperatur bola kering, temperaturr bola basah, dan kelembaban spesifik. Pada proses ini, terjadi penurunan temperatur bola kering dan volume spesifik. Selain itu, terjadi peningkatan temperatur bola basah, titik embun, kelembaban relatif, dan kelembaban spesifik. Gambar 2.13 menyajikan proses pendinginan dan penaikkan kelembaban pada diagram psychrometric chart.
Gambar 2.13. Proses Evaporative Cooling d. Proses pendinginan (sensible cooling)
Proses pendinginan adalah proses pengambilan kalor sensibel dari udara sehingga temperatur udara mengalami penurunan. Pada proses pendinginan, terjadi penurunan pada suhu bola kering, suhu bola basah, dan volume spesifik. Namun, terjadi peningkatan pada kelembaban relatif. Pada kelembaban spesifik dan suhu titik embun tidak terjadi perubahan atau konstan. Garis proses pada psychrometric chart adalah garis horizontal ke arah kiri. Gambar 2.14 menyajikan proses pendinginan pada diagram psychrometric chart.
Gambar 2.14. Proses Sensible cooling
e. Proses penaikkan kelembaban (humidifying)
Proses humidifying merupakan penambahan kandungan uap air ke udara tanpa merubah suhu bola kering sehingga terjadi kenaikan entalpi, suhu bola basah, titik embun dan kelembaban spesifik. Garis proses pada psychrometric chart adalah garis vertikal ke arah atas. Gambar 2.15 menyajikan proses penaikkan kelembaban pada diagram psychrometric chart.
Gambar 2.15. Proses Humidifying f. Proses penurunan kelembaban (dehumidifying)
Proses dehumidifying merupakan proses pengurangan kandungan uap air pada udara tanpa merubah suhu bola kering sehingga terjadi penurunan entalpi, suhu bola basah, titik embun dan kelembaban spesifik. Garis proses pada psychrometric chart adalah garis vertikal ke arah bawah. Gambar 2.16 menyajikan proses penurunan kelembaban pada diagram psychrometric chart.
Gambar 2.16. Proses Dehumidifying
g. Proses pemanasan dan penurunan kelembaban (heating and dehumidifying) Proses heating and dehumidifying berfungsi untuk menaikkan suhu bola kering dan menurunkan kandungan uap air pada udara. Pada proses ini terjadi penurunan kelembaban spesifik, entalpi, suhu bola basah, dan kelembaban relatif.
Akan tetapi terjadi peningkatan suhu bola kering. Garis proses pada psychrometric chart adalah ke arah kanan bawah. Gambar 2.17 menyajikan proses pemanasan dan penurunan kelembaban pada diagram psychrometric chart.
Gambar 2.17. Proses Heating and Dehumidifying
h. Proses pemanasan dan penaikkan kelembaban (heating and humidifying) Pada proses heating and humidifying, udara dipanaskan disertai penambahan uap air. Pada proses ini terjadi kenaikan kelembaban spesifik, entalpi, suhu bola basah dan suhu bola kering. Garis proses pada psychrometric chart adalah garis ke arah kanan atas. Gambar 2.18 menyajikan proses pemanasan dan penaikkan kelembaban pada diagram psychrometric chart.
Gambar 2.18 Proses Heating and Humidifying
2.1.3.3. Proses – proses yang terjadi pada Mesin Penghasil Aquades
Proses – proses yang terjadi pada mesin penghasil aquades disajikan dalam Gambar 2.19.
Gambar 2.19. Titik Pengujian pada Mesin Penghasil Aquades.
Keterangan Gambar 2.19. :
TA : Suhu udara pada kondisi udara luar.
TB : Suhu udara pada kondisi setelah melewati kipas udara masuk TC : Suhu udara pada kondisi sebelum masuk evaporator
TE : Suhu udara pada kondisi setelah melewati evaporator TF : Suhu udara pada kondisi setelah melewati kondensor Pevap : Tekanan kerja evaporator
Pcond : Tekanan kerja kondensor
Vaquades : Volume aquades yang dihasilkan mesin
Gambar 2.20. Proses – proses pada mesin penghasil aquades Keterangan pada Gambar 2.20. :
A – B: Proses pemanasan dan penurunan kelembaban (heating and humidifying) Proses pemanasan dan penurunan kelembaban ditunjukkan Gambar 2.20 pada titik A sampai titik B. Proses ini terjadi ketika udara lingkungan masuk melalui kipas udara masuk, sehingga udara terjadi pemadatan karena tekanan dari kipas udara masuk. Udara tersebut mengalami peningkatan entalpi, kelembaban spesifik, suhu udara kering, suhu udara basah. Udara mengalami penurunan kelembaban relatif.
B – C: Proses pendinginan dan penaikkan kelembaban (cooling and humidifying) Proses pendinginan dan penaikan kelembaban ditunjukan Gambar 2.20 pada titik B sampai titik C. proses ini terjadi ketika udara yang telah masuk melalui kipas udara masuk menuju ke ruang pencurah air. Di situ udara bersinggungan dengan
pencurah air dan menyebabkan udara mengalami peningkatan titik embun, temperatur bola basah, kelembaban relatif, dan kelembaban spesifik. Udara juga mengalami penurunan temperatur bola kering dan volume spesifik.
C – D: Proses pendinginan (Sensible Cooling)
Proses pendinginan ditunjukkan Gambar 2.20 pada titik C sampai titik D.
proses ini berlangsung ketika udara melalui pencurah air dan menuju ke evaporator.
Udara yang telah melewati pencurah air tersebut mengalami peningkatan kandungan uap air. Itu ditunjukan dengan adanya peningkatan kelembaban relatif, dan terjadi penurunan temperatur bola kering, temperatur bola basah, dan volume spesifik. Sedangkan untuk kelembaban spesifik dan temperatur titik embun tetap.
D – E: Proses pendinginan dan penurunan kelembaban (cooling and dehumidifying)
Proses pendinginan dan penurunan kelembaban ditunjukkan Gambar 2.20 pada titik D sampai titik E. Proses ini terjadi di dalam evaporator, ketika kelembaban relatif sudah 100% maka uap air yang ada di udara akan mengembun dan berubah menjadi titik – titik air yang kemudian dikumpulkan untuk dijadikan Aquades. Pada proses ini terjadi penurunan bola kering, temperatur bola basah, entalpi, volume spesifik, temperatur titik embun, dan kelembaban spesifik.
E – F: Proses pemanasan (Sensible Heating)
Proses pemanasan ditunjukkan Gambar 2.20 pada titik E sampai titik F.
proses pemanasan ini berlangsung ketika udara keluar dari evaporator dan keluar melalui kompresor dan kondensor. Pada proses ini udara mengalami peningkatan temperatur bola kering, temperatur bola basah, entalpi, dan volume spesifik.
Sedangkan temperatur titik embun dan kelembaban spesifik tetap konstan. Namun kelembaban relatif mengalami penurunan.
F – A: Proses pendinginan dan penaikkan kelembaban (cooling and humidifying) Proses pendinginan dan penaikan kelembaban ditunjukkan Gambar 2.20 pada titik F sampai titik A. Proses ini merupakan proses yang terjadi di luar mesin penghasil aquades, yaitu ketika udara keluar melalui kondensor dan dilepaskan di udara lingkungan yang sebagian dari udara tersebut dapat terserap kembali ke kipas udara masuk bercampur dengan udara segar. Pada proses ini, terjadi penurunan temperatur bola kering dan volume spesifik. Selain itu, terjadi peningkatan temperatur bola basah, titik embun, kelembaban relatif, dan kelembaban spesifik
2.1.3.4. Perhitungan pada Psychrometric Chart
Dengan menggunakan psychrometric chart dapat diketahui data sebagai berikut :
a. Laju aliran volume air yang diembunkan (Vair)
Laju aliran massa air yang diembunkan dapat dihitung dengan Persamaan (2.8) :
Vair = Vair / Δt …(2.8)
Pada Persamaan (2.8) :
Vair : laju aliran volume air yang diembunkan (liter/jam) Vair : volume air yang diembunkan (liter)
Δt : waktu yang diperlukan untuk menghasilkan aquades (jam)
b. Debit aliran udara (Qudara)
Debit aliran udara dapat diketahui dengan cara menggunakan Persamaaan (2.9) :
Qudara = LP x v ...(2.9)
Pada Persamaan (2.9) :
Qudara : debit aliran udara (m3/menit) LP : luas penampang kipas udara (m3) v : kecepatan aliran (m/s)
c. Laju aliran massa udara (ṁudara)
Laju aliran massa udara dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.10) :
ṁudara = ρudara x Qudara …(2.10)
Pada Persamaan (2.10) :
ṁudara : laju aliran massa udara (kgudara / menit) ρudara : massa jenis udara (1,2 kg/m3)
Qudara : debit aliran udara (m3/menit)
d. Pertambahan kandungan air dalam udara (ΔW)
Pertambahan kandungan air dalam udara dapat dihitug dengan Persamaan (2.11) :
ΔW = Vair / ṁudara …(2.11)
Pada Persamaan (2.11) :
ΔW : pertambahan kandungan air dalam udara (kgair/kgudara) Vair : laju aliran volume air yang diembunkan (liter / menit) ṁudara : laju aliran massa udara (kgudara / menit)
e. Kelembaban spesifik udara setelah melewati evaporator dapat dihitung menggunakan persamaan (2.12).
W2 = W1 – ΔW ...(2.12)
Pada Persamaan (2.12) :
W2 :Kelembaban spesifik udara setelah melewati evaporator (kgair/kgudara) W1 : kelembaban spesifik udara sebelum melewati evaporator (kgair/kgudara) ΔW : pertambahan kandungan uap air dalam udara (kgair/kgudara)
2.2. Tinjauan Pustaka
Indri Yaningsih dan Tri Istanto, (2014), melakukan penelitian tentang desalinasi dengan proses humidifikasi dan dehumidifikasi yang dianggap sebagai cara yang efisien dan menjanjikan dimana memanfaatkan kondenser dan evaporator dari pompa kalor untuk menghasilkan air tawar dari air laut. Penelitian ini menguji pengaruh laju aliran massa udara terhadap produktivitas air tawar unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi. Pada penelitian ini laju aliran massa udara divariasi sebesar 0,0103 kg/s, 0,0153 kg/s, 0,0202 kg/s, 0,0254 kg/s dan 0,0306 kg/s dengan cara mengatur kecepatan udara sebesar 2 m/s, 3 m/s, 4 m/s, 5 m/s dan 6 m/s. Untuk setiap
pengujian, laju aliran massa air laut masuk humidifier dijaga konstan sebesar 0,0858 kg/s, temperatur air laut masuk humidifier dijaga konstan sebesar 45oC, salinitas air laut umpan sebesar 31.342 ppm dan air laut dalam sistem ini disirkulasi ulang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa produktivitas air tawar unit desalinasi meningkat dengan kenaikan laju aliran massa udara hingga ke sebuah nilai optimum dan menurun setelah nilai optimum tersebut. Produksi air tawar optimum diperoleh pada laju aliran massa udara 0,0202 kg/s yaitu sebesar 24,48 liter/hari. Produksi air tawar unit desalinasi ini pada laju aliran massa air laut 0,0858 kg/s untuk laju aliran massa udara 0,0103 kg/s, 0,0153 kg/s, 0,0202 kg/s, 0,0254 kg/s dan 0,0306 kg/s berturut-turut rata-rata sebesar 11,28 liter/hari, 18,72 liter/hari, 24,48 liter/hari, 23,04 liter/hari dan 21,60 liter/hari. Air tawar hasil unit desalinasi memiliki nilai salinitas 620 ppm.
Indri Yaningsih dan Tri Istanto, (2015), melakukan penelitian untuk menguji pengaruh penggunaan spray humidifier dan pad humidifier terhadap produktivitas pompa kalor berdasarkan unit desalinasi dengan menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi. Dalam spray humidifier ada 5 buah alat penyiram untuk menyemprotkan air laut. Pada pad humidifier, air laut didistribusikan secara merata dari atas mengalir melalui pipa berlubang yang telah ditempatkan pada pad humidifier. Menguji pengaruh debit air laut, kecepatan udara dan suhu air laut yang
diumpankan ke spray humidifier dan pad humidifier pada produksi air tawar yang dihasilkan dari unit desalinasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa produksi air tawar meningkat dengan meningkatnya debit air laut, kecepatan udara, dan suhu air laut, ini berlaku untuk penggunaan spray humidifier atau pad humidifier di unit
desalinasi. Pada pengujian pengaruh debit air laut, kecepatan udara, dan suhu air laut , kinerja spray humidifier dan pad humidifier adalah sama dalam produksi air tawar, ketika rasio laju aliran massa air laut terhadap laju aliran massa udara masing-masing sebesar 1,34, 1,3 dan 1,3.
Eko Romadhoni (2017), melakukan sebuah penelitian untuk merancang dan membuat mesin penghasil air aki menggunakan mesin siklus kompresi uap dengan
Eko Romadhoni (2017), melakukan sebuah penelitian untuk merancang dan membuat mesin penghasil air aki menggunakan mesin siklus kompresi uap dengan