BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA …
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 tambahan humidifier. Tujuan dari penelitian tersebut untuk : (a) merancang dan merakit mesin penghasil air aki dengan siklus kompresi uap dan dilengkapi dengan humidifier. (b) mengetahui karakteristik mesin penghasil air aki yang telah dibuat, meliputi ; COPaktual, COPideal, efisiensi dari mesin siklus kompresi uap dan mengetahui jumlah air aki per jamnya. Penelitian dilakukan di laboratorium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma. Dalam penelitian ini variasi yang digunakan yaitu (1) kipas dengan kecepatan satu, (2) kipas dengan kecepatan maksimal, dan (3) kipas humidifier pada posisi OFF. Mesin penghasil air aki berhasil dibuat bekerja dengan baik. Mesin siklus kompresi uap yang digunakan memiliki nilai COPaktual sebesar 7,61. COPideal sebesar 10,6 dan memiliki nilai efisiensi sebesar 71,72 %. Mesin mampu menghasilkan air aki dengan dengan volume air aki sebesar 1,41 liter/jam ketika kipas humidifier bekerja pada kecepatan maksimal 1,35 liter/jam ketika kipas humidifier bekerja pada kecepatan satu 1,28 liter/jam ketika kipas humidifier dalam kondisi off.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Objek Penelitian
Objek yang diteliti adalah mesin penghasil aquades seperti yang tersaji pada Gambar 3.1. Mesin penghasil aquades ini menggunakan mesin yang bekerja dengan siklus kompresi uap dan memiliki tambahan rangkaian sistem pencurah air. Ukuran mesin penghasil aquades yang dibuat memiliki panjang 2 m, lebar 1 m dan tinggi 1,6 m.
Gambar 3.1. Skematik Mesin Penghasil aquades Keterangan pada Gambar 3.1 :
A. Kipas udara masuk 5. Pompa air 9. Kondensor
B. Bak pencurah air 6. Bak penampung air 10. Gelas penampung aquades C. Pipa aliran air 7. Evaporator
D. Ruang pencurah air 8. Kompresor
3.1.1. Metode Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Energi, Prodi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma. Metode yang digunakan adalah eksperimen.
3.1.2. Alat dan Bahan Penelitian
Dalam pembuatan mesin penghasil aquades ini diperlukan beberapa alat dan bahan, yaitu meliputi :
3.1.2.1. Alat
Peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan mesin penghasil aquades ini meliputi :
a. Bor Listrik
Bor listrik digunakan untuk membuat lubang. Pembuatan lubang dibuat pada dasar bak atau wadah pencurah air atas yang terbuat dari box kontainer dan membuat lubang pada rangka besi untuk pembautan. Bor listrik yang dipakai seperti Gambar 3.2.
Gambar 3.2. Bor Listrik
b. Gergaji Kayu
Gergaji kayu digunakan untuk memotong papan triplek tebal yang digunakan untuk membuat bak penampung air bawah dan meemotog kayu yang digunakan sebagai landasan pompa air. Dapat dilihat pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3. Gergaji Kayu c. Gergaji Besi
Gergaji besi digunakan untuk memotong pipa pvc yang digunakan untuk sistem aliran pencurah air. Dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4. Gergaji Besi d. Obeng
Obeng digunakan untuk mengencangkan maupun melepas baut pada saat pengerjaan pembuatan mesin. Dapat dilihat pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5. Obeng
e. Meteran
Meteran yang digunakan memiliki penjang maksimal 5 meter, dan digunakan untuk mengukur panjang besi pada pembuatan rangka alat. Dapat dilihat pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6. Meteran f. Penggaris Siku
Penggaris siku digunakan untuk membuat garis sudut agar hasil sketsa yang dibuat pada besi persegi berongga, tripleks maupun plat aluminium presisi. Dapat dilihat pada Gambar 3.7.
Gambar 3.7. Penggaris Siku g. Mistar Baja
Mistar baja digunakan untuk mendapatkan sketsa yang presisi. Selain itu digunakan juga untuk menjadi landasan saat memotong triplek menggunakan cutter, agar lurus. Dapat dilihat pada Gambar 3.8.
Gambar 3.8. Mistar Baja h. Pisau Cutter
Pisau cutter digunakan untuk memotong selotip, triplek dan plat aluminium.
Dapat dilihat pada Gambar 3.9.
Gambar 3.9. Pisau Cutter i. Selotip
Selotip digunakan untuk menutup sudut luat dari penutup kondensor dan juga digunakan untuk menempelkan tirai plastik pada ruang pencurah air. Dapat dilihat pada Gambar 3.10.
Gambar 3.10. Selotip
j. Amplas
Amplas digunakan untuk memperhalus permukaan rangka alat sebelum di cat dan digunakan juga untuk membuat radius pada sudut sudut plat aluminium dan triplek yang dijadikan penutup rangka. Dapat dilihat pada Gambar 3.11.
Gambar 3.11. Amplas k. Mesin Las
Mesin las yang digunakan adalah mesin las listrik inverter, yang digunakan untuk menyambungkan rangka alat. Dapat dilihat pada Gambar 3.12.
Gambar 3.12. Mesin Las l. Mesin Gerinda Tangan
Mesin gerinda tangan digunakan untuk memotong triplek dan besi stall polos untuk pembuatan rangka alat dan meratakan bekas las - lasan. Dapat dilihat pada Gambar 3.13.
Gambar 3.13. Mesin Gerinda Tangan m. Sikat dan Palu Las
Sikat las dan palu las digunakan secara bergantian. Setelah selesai pengelasan, bagian yang dilas di pukul dengan palu las agar kerak pada besi dapat terlepas dan kemudian menggunakan sikat las untuk membersihkan bagian yang dilas. Dapat dilihat pada Gambar 3.14.
Gambar 3.14. Sikat dan Palu Las 3.1.2.2. Bahan
Bahan yang digunakan dalam proses pembuatan mesin penghasil aquades meliputi :
a. Triplek
Triplek yang tebal digunakan untuk membuat bak penampung air bawah dan triplek yang tipis digunakan untuk membuat beberapa casing pada alat. Dapat dilihat pada Gambar 3.15.
Gambar 3.15 Triplek b. Plat Aluminium
Plat aluminium digunakan untuk membuat sebagian besar casing pada alat yang dibuat. Dapat dilihat pada Gambar 3.16.
Gambar 3 .16. Plat Aluminium c. Container Box 52 liter
Container box digunakan sebagai penampung air atas pada sistem pencurah air dengan membuat lubang – lubang kecil pada dasaran container box maka akan terjadi curahan hujan saat dialiri air. Dapat dilihat pada Gambar 3.17.
Gambar 3.17 Container Box
d. Besi Bersegi Berongga
Besi persegi berongga digunakan sebagai bahan utama pembuatan rangka alat. Dapat dilihat pada Gamabar 3.18.
Gambar 3.18. Besi Persegi Berongga e. Gas Refrigerant R410a
Gas refrigerant R410a menjadi fluida kerja pada mesin siklus kompresi uap.
Dapat dilihat pada Gambar 3.19.
Gambar 3.19. Refrigerant R410a f. Pipa PVC
Pipa PVC digunakan untuk membuat saluran aliran air pada sistem pencurah air. Dapat dilihat pada Gambar 3.20.
Gambar 3.20. Pipa plastik g. Resin dan Katalis
Resin dan katalis cara penggunaannya dengan dicampurkan pada takaran tertentu. Digunakan untuk melapisi triplek yang digunakan untuk bak penampungan bawah pada sistem pencurah air. Dapat dilihat pada Gambar 3.21.
Gambar 3.21. Resin dan Katalis h. Baut Ulir
Baut ulir digunakan untuk memasangkan casing pada alat penghasil aquades dan juga untuk mengikat dudukan pada pompa air. Dapat dilihat pada Gambar 3.22.
Gambar 3.22. Baut Ulir
i. Elbow dan T
Elbow digunakan untuk membelokan aliran air secara siku atau 90O. Dan T digunakan untuk membagi aliran air menjadi 2 arah. Dapat dilihat pada Gambar 2.23.
Gambar 3.23. Elbow dan T
3.1.2.3. Alat Bantu Pengukuran a. Hygrometer
Hygrometer digunakan untuk mengukur kelembaban udara. Di higrometer terdapat alat ukur suhu yang berfungsi untuk mengukur suhu udara basah dan suhu udara kering pada ruang atau tempat yang diambil datanya. Dengan diketahui suhu udara basah dan suhu udara kering dapat diketahui kelembaban udara. Gambar 3.24 menyajikan gambar hygrometer.
Gambar 3.24. Hygrometer b. Thermocouple dan Penampil Suhu Digital
Thermocouple digunakan untuk mengukur suhu. Cara pemakaiannya dengan meletakkan atau menempelkan ujung thermocouple pada bagian yang akan diukur suhunya. Lalu penampil suhu digital dinyalakan untuk menampilkan suhu yang diukur thermocouple. Bagian yang diukur suhunya yaitu suhu evaporator dan kondensor, serta suhu udara. Gambar 3.25 menyajikan gambar thermocouple dan penampil suhu digital.
Gambar 3.25. Thermocouple dan Penampil Suhu Digital c. Stopwatch
Stopwatch digunakan untuk mengukur selang waktu dalam pengambilan tiap data yang dibutuhkan. Gambar 3.26 menyajikan gambar stopwatch.
Gambar 3.26. Stopwatch d. Gelas Ukur
Gelas ukur digunakan untuk menampung dan mengetahui volume aquades yang dihasilkan oleh evaporator. Gambar 3.27 menyajikan gambar gelas ukur.
Gambar 3.27. Gelas Ukur e. Tang Ampere
Tang ampere alat ukur yang digunakan untuk mengukur arus listrik pada sebuah kabel konduktor yang dialiri arus listrik dengan menggunakan dua rahang penjepitnya (Clamp) tanpa harus memiliki kontak langsung dengan terminal listriknya.
Gambar 3.28. Gambar Tang Ampere.
f. Pressure gauge
Pressure gauge adalah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan fluida (gas atau liquid) dalam tabung tertutup. Gambar 3.29 menyajikan gambar pressure gauge.
Gambar 3.29. Gambar Pressure Gauge.
3.1.2.4. Komponen Utama Mesin a. Evaporator
Evaporator yang digunakan yaitu evaporator standar dari AC berdaya 1 PK.
Seluruh bagian pada evaporator sudah dilapisi dengan Blue Fin yang dapat mencegah karat, korosi, serta penumpukan kotoran. Sehingga proses pendinginan menjadi lebih optimal. Contoh gambar evaporator dapat dilihat pada Gambar 3.30.
Spesifikasi :
Jenis evaporator : Pipa bersirip Bahan pipa evaporator : Tembaga
Doameter pipa : 6 mm
Bahan sirip evaporator : Aluminium
Dimensi evaporator : 71 x 27 x 19 cm (P x L x T)
Gambar 3.30. Evaporator b. Kompresor
Kompresor yang digunakan mesin ini merupakan kompresor berjenis rotari dengan daya 1 PK. Gambar kompresor disajikan pada Gambar 3.31.
Spesifikasi :
Tinggi : 28 cm
Diameter tabung besar : 12 cm Diameter tabung kecil : 4 cm Kapasitas pendinginan : 9000 Btu/h
Daya listrik : 780 Watt
Tegangan listrik : 220 – 240 V
Frekuensi : 50 Hz
Refrigerant : R410A
Tingkat kebisingan : 50 dB
Gambar 3.31. Kompresor
c. Kondensor
Kondensor yang digunakan pada mesin peneliti merupakan kondensor standar dari AC berdaya 1 PK. Kondensor ini menggunakan gold fin, hampir sama dengan blue fin berguna mencegah dari karat, korosi dan penumpukan kotoran.
Dapat dilihat pada Gambar 3.32.
Spesifikasi kondensor :
Bahan pipa : Tembaga Bahan sirip : Tembaga Diameter pipa cair : ¼ inch Diameter pipa gas : 3/8 inch
Dimensi kondensor : 72 x42 x 31 cm (P x L x T)
Gambar 3.32. Kondensor d. Pipa Kapiler
Pipa kapiler yang digunakan pada mesin ini merupakan pipa kapiler standar dari AC berdaya 1 PK. Dapat dilihat pada Gambar 3.33.
Spesifikasi :
Bahan : Tembaga
Diameter dalam pipa : ± 0,6” ID (ukuran standar AC 1 PK) Panjang pipa : ± 1,5 meter
Gambar 3.33. Pipa Kapiler e. Pompa Air
Pompa air digunakan dalam siklus pencurah air sebagai penghisap air kedalam pompa dan pendorong air menuju bak pencurah air. Dapat dilihat pada Gambar 3.34.
Jenis pompa yang digunakan adalah pompa celup dengan spesifikasi : Jenis pompa : Pompa Submersible
Tipe : WD – 101 EA
Diameter pompa : 12 cm Tinggi pompa : 27 cm Daya listrik : 100 Watt Tegangan listrik : 220 V / 50 Hz Kapasitas mak. : 70 liter / menit Ketinggian mak. : 6 meter
Gambar 3.34. Pompa Submersible f. Kipas Angin
Kipas angin digunakan sebagai pendorong udara lingkungan untuk masuk kedalam ruang curahan air yang akan mempertemukan udara luar dengan air curahan dan kelembaban udara akan meningkat sebelum melewati evaporator.
Dilihat pada Gambar 3.35.
Spesifikasi kipas :
Diameter kipas : 10 inchi
Daya kipas : 35 watt
Jumlah sudu : 3
Kecepatan kipas : 4900 rpm
Gambar 3.35. Kipas Angin
3.2. Proses Pembuatan Mesin Penghasil Aquades
Langkah – langkah yang dilakukan untuk membuat mesin penghasil aquades ini, sebagai berikut :
a. Merancang skema mesin penghasil aquades.
b. Membeli dan mempersiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam pembuatan mesin penghasil aquades.
c. Mempotong – potong besi persegi berongga sesuai ukuran pada rancangan rangka.
d. merangkai dan menyambung susunan besi persegi berongga sesuai rancangan menggunakan mesin las.
e. Memasang roda pada rangka mesin.
f. Memasang dinding luar mesin dengan bahan triplek, akrilik dan plat alumunium.
g. Memasang dasaran ruang mesin dengan bahan triplek.
h. Membuat bak penampung air bawah dengan triplek tebal dan dilapisi dengan menggunakan resin dan katalis.
i. Melubangi bak pencurah air dengan diameter 1,5 mm dan jarak antar lubang 15 mm.
j. Memasang komponen – komponen mesin siklus kompresi uap : kondensor, evaporator, kompresor dan pipa kapiler.
k. Memasang kipas udara masuk.
l. Memasang komponen pencurah air : bak pencurah air, bak penampung air bawah, pompa air dan pipa saluran air ¼”.
m. Memasang sistem kelistrikan mesin penghasil aquades dengan siklus kompresi uap.
3.3. Alur Penelitian
Alur pelaksanaan penelitian mesin penghasil aquades seperti pada Gambar 3.24. berikut ini :
Gambar 3.24. Skema Alur Penelitian Mesin Penghasil Aquades
3.3. Variasi Penelitian
Penelitian dilakukan dengan memvariasikan jumlah bak pencurah air yang digunakan sebagai humidifier atau penambah kelembaban di dalam mesin. Macam – macam variasi yang digunakan seperti berikut ini :
a. Tanpa menggunakan bak pencurah air b. Menggunakan 2 buah bak pencurah air c. Menggunakan 4 buah bak pencurah air 3.3. Cara Pengambilan Data
Pengambilan data terdiri dari dua bagian, data primer dan data sekunder.
Data primer merupakan data yang diperoleh dari apa yang ditampilkan oleh alat ukur yang dipasangkan pada mesin penghasil aquades. Sedangkan data sekunder merupakan data yang diperoleh dari pengolahan data primer, melalui perhitungan diagram P-h dan psychrometric chart. Berikut ini merupakan cara untuk mendapatkan data primer :
a. Menempatkan mesin penghasil air diruang terbuka (diluar laboratorium) agar mendapatkan udara dan suhu lingkungan.
b. Mengkalibrasi termometer yang digunakan untuk mengukur suhu.
c. Mempersiapkan alat ukur, gelas ukur, stopwatch, alat tulis.
d. Memasang termo kopel pada setiap titik yang akan diambil datanya.
e. Mengecek semua komponen alat.
f. Mencatat tekanan dan suhu pada setiap titik uji pada menit ke – 0.
g. Menghidupkan mesin penghasil aquades dan stopwatch pada waktu yang bersamaan.
h. Mencatat data yang ditunjukan termo kopel APPA dan termometer udara basah dan kering serta mencatat banyak aquades yang di hasilkan setiap 5 menit dalam waktu 1 jam (60 menit).
i. Data yang perlu dicatat meliputi :
TA : Suhu udara pada kondisi udara luar
TB : Suhu udara pada kondisi sebelum masuk evaporator TC : Suhu udara pada kondisi setelah melewati evaporator TD : Suhu udara pada kondisi setelah melewati kondensor Tevap : Suhu kerja evaporator
Tcond : Suhu kerja kondensor
Pevap : Tekanan refrigeran masuk kompresor (low pressure) Pcond : Tekanan refrigeran keluar kompresor (high pressure) 3.4. Cara Mengolah Data
Pengolahan data disini merupakan tahap untuk mendapatkan data sekunder.
Dimana pengolahan data menggunakan diagram P-h untuk mendapatkan entalpi, suhu kerja kondensor, suhu kerja evaporator serta pengolahan data menggnakan psychrometric chart untuk mendapatkan data kelembaban relatif, kelembaban spesifik, suhu titik embun, suhu udara basah, dsb. Berikut ini merupakan cara pengolahan data :
a. Data penelitian yang diperoleh dimasukkan ke dalam tabel seperti Tabel 3.1 Lalu hitung rata – rata data percobaan.
b. Mengkonversi data tekanan refrigeran Pevap dan Pcond dari psi ke bar, agar dapat digunakan untuk membuat diagram P-h..
Tabel 3.1. Tabel data hasil penelitian
NO Waktu TA ( ⁰C ) TB TC TD Tcond Pevap Jumlah dengan menggunakan diagram P-h.
d. Menghitung kerja kompresor persatuan massa refrigeran, (Win).
e. Menghitung kalor yang dilepas kondensorpersatuan massa refrigeran, (Qout).
f. Menghitung kalor yang diserap oleh evaporator persatuan masa refrigeran, (Qin).
g. Mencari nilai COPaktual dan COPideal pada mesin penghasil aquades.
h. Mencari efisiensi pada mesin penghasil aquades (η).
i. Menghitung air yang dihasilkan mesin penghasil aquades.
j. Untuk memudahkan pembahasan dan hasil – hasil perhitungan, maka di buat dalam grafik. Pembahasan dilakukan terhadap grafik yang dihasilkan dengan mengacu pada tujuan penelitian.
k. Setelah didapatkan data dari diagram P-h maka dapat diperoleh beberapa parameter pada psychrometric chart dan dimasukkan kedalam tabel seperti pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2. Data pada psychrometric chart
Variasi
3.5. Cara Melakukan Pembahasan
Pembahsan merupakan penjelasan secara detail dari hasil yang diperoleh pada penelitian. Penjelasan yang dilakukan harus sesuai dengan tujuan dari penelitian agar dapat dibuat kesimpulan.
3.6. Cara Membuat Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan merupakan inti dari pembahasan atau didapatkan dari hasil analisis penelitian dan kesimpulan harus menjawab tujuan dari penelitian. Saran diberikan agar jika penelitian dilakukan lagi, dapat diperoleh hasil yang lebih baik pada penelitian lanjut di masa mendatang.
BAB IV
HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
Hasil penelitian pengaruh penambahan bak pencurah air pada mesin penghasil aquades dengan siklus kompresi uap meliputi : tekanan kerja evaporator (Pevap), tekanan kerja kondensor (Pkond), suhu udara kering (Tdb) dan basah (Twb) di lingkungan (TA), suhu udara kering (Tdb) dan basah (Twb) setelah melewati kipas udara masuk (TB), suhu udara kering (Tdb) dan kelembaban relatif (RH) sebelum melewati evaporator (TC), suhu udara kering (Tdb) setelah melewati evaporator (TE), suhu udara kering (Tdb) setelah melewati kondensor (TF), tegangan listrik (V), arus listrik ( I ) dan volume aquades yang dihasilkan mesin penghasil aquades. Pengujian dilakukan sebanyak 3 kali untuk setiap variasi, lalu ambil rata – ratanya. Variasi yang digunakan dalam pengambilan data yaitu (1) tanpa bak pencurah air (2) menggunakan 2 buah bak pencurah air (3) menggunakan 4 buah bak pencurah air.
Setelah pengambilan data selesai, dilakukan pencarian data sekunder daya menggunakan diagram p-h dan psychrometric chart. Untuk hasil penelitian dapat dilihat pada Tabel 4.1 sampai Tabel 4.4. Dari diagram p-h dapat diketahui data – data sekunder meliputi nilai entalpi h1, h2, h3, h4, suhu kerja evaporator (Tevap), dan suhu kerja kondensor (Tkond). Dengan psychrometric chart, dapat diketahui kondisi – kondisi udara yang belum diketahui dan nilai kelembaban spesifiknya.
PevapPkondTDTE (menit)(buah)MPaMPaTdb (o C)Twb (o C)Tdb (o C)Twb (o C)Tdb (o C)RH (%)Tdb (o C)Tdb (o C)voltampere(ml) 100,92,5523,519,523,520,523,584,017,641,522020 2100,92,5523,519,524,520,523,384,017,541,82202300 3200,92,5523,519,524,520,523,285,517,641,22202650 4300,92,5523,519,524,520,523,286,016,641,52202900 5400,92,5523,019,524,520,523,286,616,541,522021250 6500,92,5523,019,524,520,523,287,516,641,622021550 7600,92,5523,519,524,020,522,991,016,041,422021800 8700,92,5523,519,524,020,522,992,016,241,522022200 9800,92,5523,519,524,021,022,892,516,741,622022550 10900,92,5523,520,024,521,022,693,616,841,222022900 111000,92,5523,520,024,521,522,694,516,341,522023200 121100,92,5523,520,024,521,522,595,016,241,722023550 131200,92,5523,520,024,521,522,495,516,141,422023850 0,9002,55023,419,724,320,822,989,816,741,52202 1925
NoWaktuJumlah bak pencurah air
TekananUdara TATBTC 0 Rata - rata
VIVolume aquades Rata - rata volume aquades yang dihasilkan perjam
Tabel 4.1. Hasil penelitian tanpa menggunakan bak pencurah air .
PevapPkondTDTE (menit)(buah)MPaMPaTdb (o C)Twb (o C)Tdb (o C)Twb (o C)Tdb (o C)RH (%)Tdb (o C)Tdb (o C)voltampere(ml) 100,852,523,019,523,520,522,489,717,340,922020 2100,852,523,019,523,520,522,289,917,440,92202350 3200,852,523,019,523,520,522,291,417,740,82202650 4300,852,522,519,523,520,522,293,016,840,822021000 5400,852,522,519,523,020,522,193,017,440,922021300 6500,852,523,019,523,020,522,193,017,540,922021650 7600,852,523,019,523,520,522,194,017,340,922022000 8700,852,523,019,523,021,022,194,216,440,922022350 9800,852,522,519,523,021,022,094,016,540,822022700 10900,852,522,519,523,021,022,084,516,440,522023050 111000,852,522,52023,020,521,995,016,340,522023350 121100,852,522,52023,020,521,996,016,240,622023700 131200,852,522,52023,020,521,987,016,340,622024050 0,8502,50022,819,623,220,622,191,916,940,82202 2025
TekananUdara NoWaktuJumlah bak pencurah airTATBTC 2 Rata - rata
IVolume aquadesV Rata - rata volume aquades yang dihasilkan perjam
Tabel 4.1. Hasil penelitian dengan kecepatan putar kipas udara masuk 2000 rpm.Tabel 4.2. Hasil penelitian dengan menggunakan 2 buah bak pencurah air.
PevapPkondTDTE (menit)(buah)MPaMPaTdb (o C)Twb (o C)Tdb (o C)Twb (o C)Tdb (o C)RH (%)Tdb (o C)Tdb (o C)voltampere(ml) 100,852,52319,523,020,521,493,716,539,822020 2100,852,523,519,523,020,521,293,016,539,52202350 3200,852,523,519,523,520,521,193,516,739,62202700 4300,852,523,519,524,020,521,793,016,739,322021050 5400,852,523,019,524,020,521,694,517,538,522021400 6500,852,523,019,524,020,521,494,817,538,822021750 7600,852,523,019,523,520,521,494,516,638,122022100 8700,852,523,519,524,020,521,496,016,738,322022450 9800,852,523,020,024,020,021,696,516,638,822022800 10900,852,523,019,524,020,021,796,016,739,622023250 111000,852,523,019,523,520,021,697,516,938,522023600 121100,852,522,519,523,520,021,497,016,739,222023950 131200,852,522,519,523,520,021,497,016,939,122024350 0,8502,50023,119,523,720,321,595,216,839,02202 2175
IVolume aquades Rata - rata volume aquades yang dihasilkan perjam
4 Rata - rata
NoWaktuJumlah bak pencurah air
TekananUdara V TATBTC
Tabel 4.3. Hasil penelitian dengan menggunakan 4 buah bak pencurah air.
4.2. Perhitungan Siklus Kompresi Uap 4.2.1 P-h diagram
Diagram P-h digunakan untuk mengetahui unjuk kerja mesin siklus kompresi uap pada mesin penghasil aquades. Untuk mengetahui nilai – nilai pada siklus kompresi uap, maka harus membuat skema siklus kompresi uap pada diagram P-h. Untuk menggambar siklus kompresi uap pada diagram P-h dipergunakan nilai tekanan refrigeran masuk kompresor (low presssure) dan keluar kompresor (high presure). Untuk menggambarkan siklus kompresi uap pada diagram P-h, tekanan kerja evaporator dan tekanan kerja kondensor yang dipergunakan merupakan tekanan absolut. Tekanan absolut adalah tekanan pengukuran ditambah dengan tekanan atmosfer. Tekanan atmosfer mempunyai nilai : 1 atm = 1,01325 bar = 0,101325 MPa. Nilai – nilai yang akan didapatkan dari diagram P-h yaitu : nilai entalpi refrigeran saat keluar evaporator (h1), nilai entalpi refreigeran saat masuk kondensor (h2), nilai entalpi refrigeran saat keluar kondensor (h3), nilai entalpi refrigeran saat masuk evaporator (h4) temperatur kerja evaporator (Tevap) dan temperatur kerja kondensor (Tkond). Siklus kompresi uap dianggap siklus standar, maka tidak ada proses pemanasan lanjut (superheating) dan proses pendinginan lanjut (subcooling). Untuk penelitian dengan mempergunakan 4 buah bak pencurah air nilai – nilai yang diperoleh pada diagram P-h dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1. Diagram P-h salah satu variasi dengan menggunakan 4 buah bak pencurah air.
Penggambaran diagram P-h yang disajikan Gambar 4.1. menggunakan data yang menghasilkan aquades terbanyak yaitu sebesar 4350 ml (4,35 liter). Pada variasi tersebut, diketahui nilai tekanan refrigeran masuk kompresor (Pevap / low pre ssure) yang sudah absolut sebesar 0,9513 MPa dan keluar kompresor (Pkond / high pressure) yang sudah absolut sebesar 2,6013 MPa, diperoleh nilai entalpi h1 sebesar 424,04 kJ/kg, nilai entalpi h2 sebesar 450,8 kJ/kg, nilai entalpi h3 sama besar dengan nilai entalpi h4 sebesar 272,82 kJ/kg. Temperatur kerja evaporator (Tevap) =5,7 ᵒC.
Temperatur kerja kondensor (Tkond) = 41,5 ᵒC. Setelah didapatkan nilai Tevap, Tkond, tegangan listrik (V), arus listrik ( I ), h1, h2, h3, h4, maka dapat dilakukan perhitungan untuk mengetahui unjuk kerja mesin siklus kompresi uap, yaitu energi kalor yang diserap evaporator (Qin), energi kalor yang dilepas kondensor (Qout), kerja kompresor (Win), COPideal, COPaktual, efisiensi (η), dan laju aliran massa refrigeran (ṁref).
a. Energi kalor yang diserap evaporator (Qin).
Energi kalor yang diserap evaporator per satuan massa refrigeran (Qin) dapat dihitung dengan Persamaan (2.1).
Qin = h1 – h4
= 424,04 kJ/kg – 272,82 kJ/kg
= 151,22 kJ/kg
= 151,22 kJ/kg