• Tidak ada hasil yang ditemukan

Analisa mesin penghasil air dari udara dengan variasi laju aliran massa udara

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "Analisa mesin penghasil air dari udara dengan variasi laju aliran massa udara"

Copied!
125
0
0

Teks penuh

(1)PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. ANALISA MESIN PENGHASIL AIR DARI UDARA DENGAN VARIASI LAJU ALIRAN MASSA UDARA. SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik di bidang Mesin. Oleh: LEONARDI SUGIANTO NIM: 175214128. PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2019. i.

(2) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. ANALYSIS OF WATER PRODUCING MACHINE FROM AIR WITH AIR MASS FLOW RATE VARIATION. FINAL PROJECT As partial fulfillment of the requirement to obtained the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering. By: LEONARDI SUGIANTO Student Number: 175214128. MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2019. ii.

(3) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

(4) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

(5) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

(6) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

(7) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. ABSTRAK Air merupakan salah satu unsur utama bagi manusia dalam kehidupan, dan semakin bertambahnya pertumbuhan penduduk, penggunaan air juga semakin banyak, terutama air bersih. Tujuan dari penelitian ini adalah (a) merancang dan merakit mesin penghasil air dari udara dengan siklus kompresi uap, (b) mengetahui karakteristik mesin siklus kompresi uap yang menghasilkan volume air terbanyak, meliputi: besarnya kalor yang diserap evaporator per satuan massa refrigeran, besarnya kalor yang dilepas kondensor per satuan massa refrigeran, besarnya kerja yang dilakukan oleh kompresor per satuan massa refrigeran, besarnya COP aktual dan COP ideal dari mesin siklus kompresi uap yang digunakan, besarnya efisiensi kompresi uap, besarnya laju aliran massa refrigeran yang mengalir pada mesin siklus kompresi uap yang digunakan, serta (c) volume air yang dihasilkan setiap jamnya untuk berbagai variasi penelitian. Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Alat ini dibuat dengan menggunakan siklus kompresi uap. Udara dari atmosfer dipadatkan dengan menggunakan kipas angin dan blower, lalu dialirkan menuju evaporator. Pada evaporator terjadi pertukaran kalor sehingga kalor dari udara dibawa menuju kompresor, yang kemudian dialirkan lagi menuju kondensor. Hasil dari pertukaran kalor tersebut menghasilkan air bersih yang siap digunakan. Alat ini menggunakan daya kompresor sebesar 1 PK. Alat ini juga menggunakan tambahan blower sebagai alat bantu pemampat udara. Penelitian dilakukan dengan memvariasikan laju aliran massa udara : (a) 0,616 kg/s (0 kipas 1 blower), (b) 1,966 kg/s (1 kipas dan 1 blower), (c) 3,316 kg/s (2 kipas dan 1 blower). Hasil penelitian memberikan kesimpulan: (a) mesin penghasil air dari udara berhasil dirancang dan dirakit serta dapat bekerja dengan baik, (b) mesin penghasil air dari udara yang menghasilkan volume air terbanyak memiliki nilai kalor yang diserap evaporator (Qin) 159,13 kJ/kg, kalor yang dilepas kondensor (Qout) 187,24 kJ/kg, kerja yang dilakukan oleh kompresor (Win) 28,11 kJ/kg, COPaktual 5,661, COPideal 7,571, nilai efisiensi (η) 74,77% , laju aliran massa refrigeran (ṁref) sebesar 0,0233 kg/s, (c) banyaknya air yang dihasilkan sebesar 1993 ml/jam (variasi laju aliran massa udara 0,616 kg/s), 2049 ml/jam (variasi laju aliran massa udara 1,966 kg/s), dan 2142 ml/jam (variasi laju aliran massa udara 3,316 kg/s). Kata Kunci: mesin penghasil air, siklus kompresi uap, COP, efisiensi, volume air. vii.

(8) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. ABSTRACT Water is one of the main elements for humans in life, and the more population growth, the more water used, especially clean water. The objectives of this research are (a) to design and assemble water-producing machines from the air with a steam compression cycle,(b) to determine the characteristics of a steam compression cycle engine that produces the most volume of water, including: the amount of heat absorbed by the evaporator per unit mass of refrigerant, the amount the heat removed by the condenser per unit mass of the refrigerant, the amount of work done by the compressor per unit mass of the refrigerant, the actual COP size and the ideal COP of the steam compression cycle machine used, the magnitude of the steam compression efficiency, the magnitude of the refrigerant mass flow rate that flows on the compression cycle engine steam used, and (c) the volume of water produced every hour for various research variations. The research was conducted at the Mechanical Engineering Laboratory of Sanata Dharma University Yogyakarta. This machine was made using a steam compression cycle. The air from the atmosphere is compressed using a fan and blower, then flowed to the evaporator. In the evaporator heat exchange occurs so that heat from the air is carried to the compressor, which is then flowed again into the condenser. The results of the heat exchange produce clean water that is ready for use. This tool uses a compressor power of 1 PK. This machine also uses an additional blower as an air-tightening aid. The research was conducted by varying the mass air flow rate: (a) 0,616 kg/s (0 fan and 1 blower), (b) 1,966 kg/s (1 fan and 1 blower), (c) 3,316 kg/s (2 fans and 1 blower). The results of the research concluded: (a) the water-producing machine from the air was successfully designed and assembled and could work well, (b) the water-producing machine that produced the most volume of water had a heating value absorbed by the evaporator (Qin) 159,13 kJ/kg, detachable heat condenser (Qout) 187,24 kJ/kg, work performed by the compressor (Win) 28,11 kJ/kg, COPactual 5,661, COPideal 7,571, efficiency value (η) 74,77%, refrigerant mass flow rate (ṁref) 0,0233 kg/s, (c) the amount of water produced is 1993 ml/hour (variation of air mass flow rate 0,616 kg/s), 2049 ml/hour (air mass flow rate variation 1,966 kg/s), and 2142 ml/hour (variation of air mass flow rate 3,316 kg/s). Keywords: water-producing machines, steam compression cycle, COP, efficiency, the amount of water. viii.

(9) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. KATA PENGANTAR. Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas dengan berkat dan rahmat-Nya penulis diberi kesehatan dan kesabaran sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik dan tepat pada waktunya. Skripsi ini merupakan salah satu persyaratan wajib mahasiswa Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, untuk memperoleh ijazah maupun gelar Sarjana Teknik di bidang Teknik Mesin. Berkat bimbingam, doa, dan dukungan dari berbagai pihak, penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini. Penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu dan mendukung, diantaranya: 1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. 2. Budi Setyahandana, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. 3. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Dosen Pembimbing Skripsi. 4. Ir. Rines, M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik dan Kepala Laboratorium Konversi Energi Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta, yang mengizinkan dan memfasilitasi dalam mengambil data skripsi. 5. Kedua orang tua penulis, yang selalu memberi semangat dan dukungan, baik berupa materi maupun spiritual. 6. William Alexander dan Andreas Dicky, sebagai teman seperjuangan dalam membuat alat penelitian skripsi. 7. Tasya Meidiva dan Dymaz Aldebaran, yang selalu memberikan semangat, bantuan, dan hiburan selama pengerjaan skripsi. 8. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta, atas semua ilmu yang telah diberikan kepada penulis selama perkuliahan.. ix.

(10) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 9. Seluruh Tenaga Kependidikan Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta, atas kerja sama yang diberikan selama penulis melakukan studi di Universitas Sanata Dharma. 10. Semua teman-teman Teknik Mesin dan pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, yang telah memberikan bantuan moril maupun material sehingga proses penyelesaian skripsi dapat berjalan dengan lancar. Tidak ada gading yang tak retak. Penulis juga menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis berharap adanya saran dan kritik yang membangun untuk memperbaiki skripsi ini agar menjadi lebih baik. Semoga skripsi ini dapat memberikan inspirasi dan wawasan bagi para pembaca.. Yogyakarta, 9 Desember 2019. Leonardi Sugianto. x.

(11) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR ISI. HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i TITLE PAGE .......................................................................................................... ii HALAMAN PERSETUJUAN .............................................................................. iii HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. iv HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................v HALAMAN PERNYATAAN PEMPUBLIKASIAN KARYA ILMIAH ........... vi ABSTRAK ........................................................................................................... vii ABSTRACT .......................................................................................................... viii KATA PENGANTAR .......................................................................................... ix DAFTAR ISI ......................................................................................................... xi DAFTAR GAMBAR .............................................................................................xv DAFTAR TABEL ................................................................................................ xix DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xxi BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................1 1.1. Latar Belakang ...........................................................................................1. 1.2. Rumusan Masalah ......................................................................................2. 1.3. Tujuan Penelitian .......................................................................................3. 1.4. Batasan-batasan Masalah ...........................................................................3. 1.5. Manfaat Penelitian .....................................................................................4. 1.6. Luaran Penelitian .......................................................................................5. BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ........................................6 2.1. Dasar Teori ................................................................................................6. xi.

(12) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 2.1.1. Siklus Kompresi Uap ............................................................................6. 2.1.2. Perhitungan-Perhitungan pada Siklus Kompresi Uap ........................11. 2.1.3. Komponen Sistem Kompresi Uap ......................................................15. 2.1.3.1. Kompresor ...................................................................................15. 2.1.3.2. Kondensor ...................................................................................17. 2.1.3.3. Pipa Kapiler ................................................................................19. 2.1.3.4. Evaporator ...................................................................................20. 2.1.3.5. Refrigeran ...................................................................................21. 2.1.3.6. Filter ...........................................................................................23. 2.1.3.7. Pressure Gauge ...........................................................................24. 2.1.3.8. Kipas Angin ................................................................................25. 2.1.3.9. Blower .........................................................................................27. 2.1.4. Psychrometric Chart ..........................................................................30. 2.1.5. Proses-proses yang Terjadi dalam Psychrometric Chart ...................33. 2.1.6. Perhitungan pada Psychrometric Chart..............................................38. 2.1.7. Proses Mesin Penghasil Air dari Udara ..............................................40. 2.1.8. Proses-proses Mesin Penghasil Air dari Udara pada Psychrometric Chart ..........................................................................43. 2.2. Tinjauan Pustaka ......................................................................................44. BAB III METODOLOGI PENELITIAN ..............................................................49 3.1. Objek Penelitian.......................................................................................49. 3.2. Alur Penelitian .........................................................................................50. 3.3. Variasi Penelitian .....................................................................................51. 3.4. Peralatan dan Bahan yang Dibutuhkan ....................................................51. xii.

(13) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 3.4.1. Alat .....................................................................................................51. 3.4.2. Bahan ..................................................................................................53. 3.4.3. Komponen Mesin ...............................................................................54. 3.5. Alat Ukur Penelitian ................................................................................58. 3.6. Proses Pembuatan Mesin Penghasil Air dari Udara ................................62. 3.7. Metode Penelitian ....................................................................................64. 3.8. Posisi Alat Ukur saat Pengambilan Data .................................................64. 3.9. Cara Pengambilan Data ...........................................................................66. 3.10 Cara Mengolah Data ................................................................................67 3.11 Cara Pembuatan Kesimpulan dan Saran ..................................................69 BAB IV HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ........70 4.1. Hasil Penelitian ........................................................................................70. 4.2. Perhitungan ..............................................................................................74. 4.2.1. 4.2.1.1. Diagram P-h ................................................................................74. 4.2.1.2. Perhitungan pada Diagram P-h ...................................................76. 4.2.2. 4.3. Siklus Kompresi Uap ..........................................................................74. Perhitungan Psychrometric Chart ......................................................80. 4.2.2.1. Psychrometric Chart ...................................................................81. 4.2.2.2. Perhitungan pada Psychrometric Chart ......................................82. Pembahasan .............................................................................................85. 4.3.1. Pengaruh Laju Aliran Massa Udara terhadap Kinerja Mesin Siklus Kompresi Uap ..........................................................................85. 4.3.2. Pengaruh Laju Aliran Massa Udara terhadap Kondisi Udara ............91. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................98. xiii.

(14) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 5.1. Kesimpulan ..............................................................................................98. 5.2. Saran ........................................................................................................98. DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................................100 LAMPIRAN . .......................................................................................................102. xiv.

(15) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR GAMBAR. Gambar 2.1 Rangkaian komponen utama siklus kompresi uap .............................7 Gambar 2.2 Siklus kompresi uap pada diagram P-h dengan proses subcooling dan superheating .............................................................7 Gambar 2.3 Siklus kompresi uap pada diagram T-s dengan proses subcooling dan superheating .............................................................8 Gambar 2.4 Siklus kompresi uap ideal pada diagram P-h ...................................10 Gambar 2.5 Siklus kompresi uap ideal pada diagram T-s ...................................11 Gambar 2.6 Kompresor hermetik jenis rotary .....................................................17 Gambar 2.7 Kondensor jenis pipa bersirip berpendingin udara...........................18 Gambar 2.8 Pipa kapiler.......................................................................................19 Gambar 2.9 Evaporator pipa bersirip ...................................................................21 Gambar 2.10 Refrigeran R-410a ............................................................................23 Gambar 2.11 Filter.................................................................................................24 Gambar 2.12 Low pressure gauge .........................................................................25 Gambar 2.13 High pressure gauge ........................................................................25 Gambar 2.14 Kipas angin listrik ............................................................................26 Gambar 2.15 Blower sentrifugal ............................................................................29 Gambar 2.16 Blower aksial....................................................................................30 Gambar 2.17 Psychrometric chart..........................................................................31 Gambar 2.18 Proses pendinginan dan penurunan kelembapan (cooling and dehumidifying) .................................................................................34 Gambar 2.19 Proses pemanasan (sensible heating) ...............................................34. xv.

(16) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Gambar 2.20 Proses pendinginan dan menaikkan kelembapan (cooling and humidifying) .....................................................................................35 Gambar 2.21 Proses pendinginan (sensible cooling) .............................................36 Gambar 2.22 Proses menaikkan kelembapan (humidifying)..................................36 Gambar 2.23 Proses penurunan kelembapan (dehumidifying)...............................37 Gambar 2.24 Proses pemanasan dan penurunan kelembapan (heating and dehumidifying) .................................................................................38 Gambar 2.25 Proses pemanasan dan menaikan kelembapan (heating and humidifying) .....................................................................................38 Gambar 2.26 Proses-proses yang terjadi pada mesin penghasil air dari udara melalui pandangan atas ....................................................................41 Gambar 2.27 Proses-proses yang terjadi pada mesin penghasil air dari udara pada psychrometric chart .................................................................43 Gambar 3.1 Skematik mesin penghasil air dari udara dari tampak samping .......49 Gambar 3.2 Skematik diagram alur penelitian ....................................................50 Gambar 3.3 Penampil temperatur digital dan thermocouple ...............................58 Gambar 3.4 Hygrometer analog ..........................................................................59 Gambar 3.5 Stopwatch .........................................................................................60 Gambar 3.6 Gelas ukur ........................................................................................60 Gambar 3.7 Timbangan digital ............................................................................61 Gambar 3.8 Tachometer.......................................................................................61 Gambar 3.9 Anemometer......................................................................................62 Gambar 3.10 Tang Ampere ....................................................................................62 Gambar 3.11 Skematik pengambilan data (tampak atas).......................................64. xvi.

(17) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Gambar 4.1 Siklus kompresi uap pada diagram P-h tanpa subcooling dan tanpa superheating pada variasi laju aliran massa udara 0,616 kg/s .........................................................................................75 Gambar 4.2 Proses udara pada mesin penghasil air dari udara pada psychrometric chart untuk variasi laju aliran massa udara 0,616 kg/s .........................................................................................81 Gambar 4.3 Kalor yang diserap evaporator (Qin) pada semua variasi penelitian ..........................................................................................86 Gambar 4.4 Kalor yang dilepas kondensor (Qout) pada semua variasi penelitian ..........................................................................................86 Gambar 4.5 Kerja yang dilakukan kompresor (Win) pada semua variasi penelitian ..........................................................................................87 Gambar 4.6 Perbandingan nilai COPaktual pada semua variasi penelitian ............88 Gambar 4.7 Perbandingan nilai COPideal pada semua variasi penelitian .............89 Gambar 4.8 Perbandingan nilai efisiensi pada semua variasi penelitian .............90 Gambar 4.9 Perbandingan laju aliran massa refrigeran pada semua variasi penelitian ..........................................................................................90 Gambar 4.10 Laju aliran massa air (ṁair) pada semua variasi penelitian ...............92 Gambar 4.11 Pertambahan kelembapan spesifik (ΔW) pada semua variasi penelitian ..........................................................................................92 Gambar 4.12 Laju aliran massa udara (ṁudara) pada semua variasi penelitian .......93 Gambar 4.13 Debit aliran udara (v̇udara) pada semua variasi penelitian .................94 Gambar 4.14 Perbandingan jumlah volume air yang dihasilkan pada semua variasi penelitian ..........................................................................................95. xvii.

(18) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Gambar 4.15 Perbandingan daya total terhadap hasil air pada semua variasi penelitian ..........................................................................................96. xviii.

(19) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR TABEL. Tabel 3.1 Tabel kisaran pengukuran pressure gauge ..........................................59 Tabel 3.2 Tabel untuk pengambilan data penelitian. ...........................................67 Tabel 4.1 Data hasil penelitian dengan variasi laju aliran massa udara 0,616 kg/s .............................................................................................71 Tabel 4.2 Data hasil penelitian dengan variasi laju aliran massa udara 1,966 kg/s .............................................................................................72 Tabel 4.3 Data hasil penelitian dengan variasi laju aliran massa udara 3,316 kg/s .............................................................................................73 Tabel 4.4 Data hasil perhitungan untuk nilai-nilai entalpi ...................................75 Tabel 4.5 Data hasil perhitungan tekanan dan suhu pada evaporator dan kondensor .............................................................................................76 Tabel 4.6 Hasil perhitungan kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigeran (Win) ....................................................................................77 Tabel 4.7 Hasil perhitungan energi kalor yang dilepas kondensor per satuan massa refrigeran (Qout) .........................................................................77 Tabel 4.8 Hasil perhitungan energi kalor yang diserap oleh evaporator persatuan massa refrigeran (Qin) ..........................................................78 Tabel 4.9 Hasil perhitungan COPaktual ..................................................................78 Tabel 4.10 Hasil perhitungan COPideal ...................................................................79 Tabel 4.11 Hasil perhitungan efisiensi...................................................................80 Tabel 4.12 Hasil perhitungan laju aliran massa refrigeran ……………………… 79. xix.

(20) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Tabel 4.13 Data kelembapan relatif yang didapatkan pada psychrometric chart .....................................................................................................82 Tabel 4.14 Data perbandingan hasil perhitungan pada psychrometric chart dari semua variasi yang dilakukan pada penelitian ..............................85. xx.

(21) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR LAMPIRAN. L1 Diagram P-h pada variasi laju aliran massa udara 0,616 kg/s ........................102 L2 Diagram P-h pada variasi laju aliran massa udara 1,966 kg/s ........................102 L3 Diagram P-h pada variasi laju aliran massa udara 3,316 kg/s ........................103 L4 Psychrometric chart pada variasi laju aliran massa udara 0,616 kg/s ............103 L5 Psychrometric chart pada variasi laju aliran massa udara 1,966 kg/s ............104 L6 Psychrometric chart pada variasi laju aliran massa udara 3,316 kg/s ............104. xxi.

(22) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB I PENDAHULUAN. 1.1. Latar Belakang Pertumbuhan penduduk yang terus meningkat menyebabkan penggunaan. air semakin tinggi. Kebutuhan terhadap kuantitas dan kualitas air pun turut meningkat. Air yang tercemar menimbulkan berbagai macam penyakit, tak menutup kemungkinan menjadi penyebab kematian. Tiap tahunnya, sebanyak 1,7 juta anak tewas akibat diare yang disebabkan karena lingkungan yang terpolusi, terutama karena air yang tercemar oleh limbah-limbah yang memberi dampak buruk pada tubuh manusia. Survei Sosial Ekonomi Nasional (Susenas) oleh Badan Pusat Statistik (BPS) mencatat adanya peningkatan rumah tangga yang memiliki akses terhadap sumber air minum layak di Indonesia. Pada 2012 hanya 65,05% rumah tangga memiliki akses terhadap sumber air minum layak. Pada 2014, sebanyak 68,11% rumah tangga punya akses tersebut. Angka ini naik lagi di 2017 menjadi 72,04%. Berdasarkan data Susenas, mayoritas sumber air minum masyarakat secara nasional diperoleh dari air dalam kemasan, sumur terlindung, dan air tanah dengan memakai pompa. Hingga 2011, rumah tangga Indonesia lebih mengandalkan sumur terlindung sebagai sumber air minum (25,42%). Namun, angka ini mulai turun di 2013 menjadi 22,58%. Pada 2016, bahkan hanya 21% rumah tangga yang menggunakan sumber air minum ini. Salah satu indikasi penurunan ini adalah. 1.

(23) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2. semakin tercemarnya sumur terlindung akibat lingkungan sumur lindung yang tercemar, baik pencemaran tanah maupun pencemaran air. Melihat situasi yang terjadi, maka diperlukan sebuah cara yang dapat mengurangi persoalan tersebut. Dengan perkembangan teknologi terkini, kami membuat inovasi yaitu membuat sebuah mesin penghasil air dari udara yang bersumber dari energi listrik. Mesin penghasil air ini mengambil air bukan dari dalam tanah seperti pada air sumur, melainkan air yang berada di udara, karena udara mengandung uap air, dan uap air yang berasal dari udara tersebut diproses menjadi air yang bisa digunakan untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari. Prinsip kerja dari mesin ini menggunakan siklus kompresi uap. Mesin penghasil air dari udara ini dapat dijadikan solusi dari permasalahan krisis air bersih, khususnya untuk kalangan rumah tangga. Keunggulan air yang dihasilkan dari udara dibandingkan air dari sumur yaitu tidak mengandung limbah tanah seperti logam, zat kimia yang biasa digunakan untuk pupuk tanaman atau obat, atau zat beracun lainnya yang dapat menimbulkan penyakit akibat terkontaminasi dengan lingkungan yang tercemar. 1.2. Rumusan Masalah Rumusan masalah dari penelitian ini adalah:. a. Bagaimanakah merancang dan merakit mesin penghasil air dari udara dengan menggunakan siklus kompresi uap? b. Bagaimanakah karakteristik dari mesin siklus kompresi uap yang digunakan pada mesin penghasil air dari udara?.

(24) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 3. c. Berapakah volume air yang dihasilkan mesin penghasil air dari udara perjamnya? 1.3. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah:. a. Merancang dan merakit mesin penghasil air dari udara dengan menggunakan siklus kompresi uap. b. Mengetahui karakteristik dari mesin siklus kompresi uap yang digunakan pada mesin penghasil dari udara yang menghasilkan volume air terbanyak, meliputi: 1. Besarnya kalor yang diserap evaporator (Qin) per satuan massa refrigeran. 2. Besarnya kalor yang dilepas kondensor (Qout) per satuan massa refrigeran 3. Besarnya kerja yang dilakukan kompresor (Win) per satuan massa refrigeran. 4. Besarnya COPaktual dan COPideal dari mesin siklus kompresi uap yang digunakan. 5. Besarnya efisiensi (η) dari mesin siklus kompresi uap yang digunakan. 6. Besarnya laju aliran massa refrigeran yang mengalir pada mesin siklus kompresi uap yang digunakan. c. Mengetahui volume air per jamnya yang dihasilkan mesin penghasil air dari udara, untuk berbagai variasi penelitian. 1.4. Batasan-batasan Masalah Batasan-batasan dalam penelitian ini adalah:. a. Mesin penghasil air dari udara bekerja menggunakan siklus kompresi uap..

(25) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 4. b. Komponen utama dari mesin siklus kompresi uap adalah kompresor, kondensor, evaporator, dan pipa kapiler. Komponen alat tersebut diambil dari komponen mesin AC standar yang ada di pasaran. c. Daya kompresor yang digunakan pada siklus kompresi uap adalah sebesar 1 PK, untuk komponen yang lain ukurannya menyesuaikan dengan besarnya daya kompresor. d. Suhu kerja kondensor harus lebih tinggi dari suhu udara luar. e. Suhu kerja evaporator harus lebih rendah dari suhu air yang dihasilkan. f. Mesin penghasil air dibuat dengan bahan kayu dan triplek, dengan ukuran 170 cm x 100 cm x 80 cm. g. Mesin siklus kompresi uap menggunakan refrigeran R-410a. h. Pada proses pemampatan udara, ditambahkan 1 blower dengan kecepatan putaran 3000 rpm dengan daya 150 W. i. Variasi kipas angin yang digunakan sebanyak 2 buah, masing-masing dengan kecepatan putaran maksimal adalah 2200 rpm dengan daya 35 W. j. Siklus kompresi uap pada diagram P-h diasumsikan tidak ada pemanasaan lanjut dan pendinginan lanjut. 1.5. Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah:. a. Dapat menambah kasanah ilmu pengetahuan tentang mesin penghasil air dari udara yang dapat ditempatkan di Perpustakaan atau dipublikasikan pada kalayak ramai..

(26) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 5. b. Dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan masyarakat luas dalam memberikan alternatif bagaimana mendapatkan air bersih dengan sumber air alternatif yang bukan dari tanah yaitu dari udara. c. Dapat dipergunakan sebagai referensi bagi peneliti lain yang ingin melakukan penelitian sejenis. 1.6. Luaran Penelitian Luaran dari penelitian ini adalah untuk diperolehnya teknologi tepat guna. berupa mesin penghasil air dari udara yang efektif, praktis, aman, sederhana, dan ramah lingkungan..

(27) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA. 2.1. Dasar Teori. 2.1.1. Siklus Kompresi Uap Siklus kompresi uap merupakan sistem refrigerasi yang menggunakan. refrigeran sebagai media kerjanya. Pada Gambar 2.1, Gambar 2.2, dan Gambar 2.3, Qin adalah besarnya kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran, Qout adalah besarnya kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran dan W in adalah kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigeran. Besarnya Q out merupakan penjumlahan dari Qin ditambah Win. Tanda panah menunjukkan arah refrigeran mengalir pada siklus kompresi uap. Komponen utama mesin terdiri dari kompresor, kondensor, pipa kapiler, dan evaporator. Qin dapat masuk ke evaporator karena suhu lingkungan lebih tinggi dibandingkan suhu kerja evaporator, sedangkan Qout dapat keluar dari kondensor karena suhu kerja kondensor lebih tinggi dari suhu lingkungan. Win dapat masuk ke kompresor karena adanya listrik yang diberikan pada kompresor. Aliran refrigeran mengalir melalui kompresor, kondensor, filter, pipa kapiler, evaporator, dan kembali lagi ke kompresor. Filter merupakan komponen tambahan yang berfungsi untuk menyaring kotoran dan ditempatkan sebelum masuk ke pipa kapiler. Rangkaian komponen utama siklus kompresi uap disajikan pada Gambar 2.1.. 6.

(28) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 7. Gambar 2.1 Rangkaian komponen utama siklus kompresi uap Gambar 2.2 dan Gambar 2.3 menyajikan proses siklus kompresi uap pada diagram P-h dan diagram T-s.. Gambar 2.2 Siklus kompresi uap pada diagram P-h dengan proses subcooling dan superheating.

(29) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 8. Gambar 2.3 Siklus kompresi uap pada diagram T-s dengan proses subcooling dan superheating. Keterangan proses siklus kompresi uap pada Gambar 2.1, Gambar 2.2 dan Gambar 2.3 adalah: a. Proses (1 – 2) merupakan proses kompresi kering Proses kompresi ini dilakukan oleh kompresor, dimana refrigeran pada saat masuk ke dalam kompresor adalah gas panas lanjut bertekanan rendah. Setelah mengalami kompresi, refrigeran akan menjadi gas panas lanjut bertekanan tinggi. Temperatur refrigeran akan lebih tinggi dari pada temperatur lingkungan. Proses berlangsung pada nilai entropi yang tetap (iso-entropi, isentropis) b. Proses (2 – 2a) merupakan proses penurunan suhu gas panas lanjut (desuperheating) Proses ini berlangsung sebelum memasuki kondensor. Refrigeran gas panas lanjut yang bertemperatur tinggi akan diturunkan sampai titik gas jenuh. Hal ini.

(30) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 9. disebabkan adanya kalor yang mengalir ke lingkungan karena suhu refrigeran lebih tinggi dari suhu lingkungan. Proses berlangsung pada tekanan yang tetap. c. Proses (2a – 3a) merupakan proses kondensasi Pada proses ini terjadi perubahan fase dari gas jenuh menjadi cair jenuh dan berlangsung pada suhu dan tekanan yang tetap. Pada proses ini terjadi aliran kalor dari kondensor ke lingkungan karena suhu kondensor lebih tinggi dari suhu udara lingkungan. d. Proses (3a – 3) merupakan proses pendinginan lanjut (subcooling) Proses pendinginan lanjut merupakan proses penurunan suhu refrigeran cair jenuh ke keadaan refrigeran cair. Proses ini berlangsung pada tekanan konstan. Proses ini diperlukan agar kondisi refrigeran yang keluar dari kondensor benarbenar berada dalam fase cair, sebelum masuk pipa kapiler. Tujuan lain adalah untuk menaikkan nilai COP mesin siklus kompresi uap. e. Proses (3 – 4) merupakan proses penurunan tekanan Proses ini terjadi di dalam pipa kapiler. Refrigeran mengalami penurunan tekanan dan suhu. Sehingga suhu dari refrigeran lebih rendah dari temperatur lingkungan. Pada proses ini refrigeran berubah fase dari cair menjadi fase cair dan gas. Proses berjalan pada nilai entalpi yang tetap (proses isentalpi). f. Proses (4 – 1a) merupakan proses penguapan (evaporasi) Pada proses ini refrigeran cair dan gas yang mengalir ke evaporator memiliki tekanan dan temperatur rendah sehingga ketika menerima kalor dari.

(31) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 10. lingkungan, akan mengubah seluruh fase fluida refrigeran menjadi gas jenuh. Proses penguapan berlangsung pada tekanan dan suhu yang tetap. g. Proses (1a – 1) merupakan proses pemanasan lanjut (superheating) Pada proses ini uap refrigeran yang meninggalkan evaporator kemudian akan mengalami pemanasan lanjut sebelum memasuki kompresor. Dengan adanya pemanasan lanjut fase refrigeran berubah dari fase gas jenuh menjadi gas panas lanjut, dimana refrigeran yang kembali masuk ke kompresor benar-benar fase gas. Proses ini juga bertujuan untuk menaikan kinerja dari mesin siklus kompresi uap (COP Mesin). Mesin siklus kompresi uap yang digunakan pada mesin penghasil air dari udara menggunakan siklus kompresi uap ideal, seperti yang disajikan pada Gambar 2.4 dan Gambar 2.5. Gambar 2.4 Siklus kompresi uap ideal pada diagram P-h.

(32) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 11. Gambar 2.5 Siklus kompresi uap ideal pada diagram T-s Proses yang terjadi pada siklus kompresi uap ideal adalah proses kompresi kering (1 – 2), proses desuperheating ((2 – 2a) pada diagram T-s), proses kondensasi ((2 – 3) pada diagram P-h dan (2a – 3) pada diagram T-s), proses penurunan tekanan (3 – 4), dan proses penguapan (4 – 1). 2.1.2. Perhitungan-Perhitungan pada Siklus Kompresi Uap Berdasarkan pada Gambar 2.2 dan Gambar 2.3, dapat dihitung besarnya. Win, Qout, Qin, COPaktual, COPideal, dan efisiensi (η) dari mesin siklus kompresi uap. a. Kerja yang dilakukan kompresor per satuan massa refrigeran (Win) Besarnya kerja yang dilakukan kompresor per satuan massa refrigeran pada mesin siklus kompresi uap dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.1): Win = h2 – h1. (2.1).

(33) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 12. Pada Persamaan (2.1): Win. : kerja kompresor persatuan massa refrigeran (kJ/kg). h1. : nilai entalpi refrigeran saat masuk kompresor (kJ/kg). h2. :. nilai entalpi refrigeran saat keluar kompresor (kJ/kg). b. Energi kalor yang dilepas kondensor per satuan massa refrigeran (Qout) Besarnya energi kalor per satuan massa refrigeran yang dilepaskan oleh kondensor pada mesin siklus kompresi uap dapat dihitung dengan menggunakan rumus pada Persamaan (2.2): Qout = h2 – h3. (2.2). Pada Persamaan (2.2): Qout. : banyaknya energi kalor yang dilepas kondensor per satuan massa refrigeran (kJ/kg). h2. : nilai entalpi refrigeran masuk kondensor (kJ/kg). h3. : nilai entalpi refrigeran keluar kondensor (kJ/kg). c. Energi kalor yang diserap oleh evaporator per satuan massa refrigeran (Qin) Besarnya energi kalor per satuan massa refrigeran yang diserap oleh evaporator pada mesin siklus kompresi uap dapat dihitung menggunakan rumus pada Persamaan (2.3): Qin = h1 – h4 Pada Persamaan (2.3):. (2.3).

(34) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 13. Qin. : banyaknya energi kalor yang diserap evaporator per satuan massa refrigeran (kJ/kg). h1. : nilai entalpi refrigeran saat keluar evaporator (kJ/kg). h4. : nilai entalpi saat keluar dari pipa kapiler (kJ/kg). d. Aktual Coefficient of Performance (COPaktual) COPaktual mesin kompresi uap adalah perbandingan antara kalor yang diserap evaporator dengan energi listrik yang diperlukan untuk menggerakkan kompresor, dan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.4):. COPaktual =. Qin Win. (2.4). Pada Persamaan (2.4): Qin. : energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (kJ/kg). Win. : kerja kompresor persatuan massa refrigeran (kJ/kg). e. Ideal Coefficient of Performance (COPideal) COPideal merupakan COP maksimal yang dapat dicapai mesin siklus kompresi uap, dan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.5):. COPideal =. Tevap Tkond-Tevap. Pada Persamaan (2.5): Tkond. : suhu kerja mutlak kondensor (K). Tevap. : suhu kerja mutlak evaporator (K). (2.5).

(35) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 14. f. Efisiensi mesin kompresi uap (η) Efisiensi mesin kompresi uap pada mesin penghasil air dari udara dapat dihitung menggunakan Persamaan (2.6):. η=. COPaktual COPideal. x100%. (2.6). Pada Persamaan (2.6): η. : efisiensi mesin kompresi uap. COPaktual. : kinerja aktual mesin kompresi uap. COPideal. : kinerja ideal mesin kompresi uap.. g. Laju aliran massa refrigeran (ṁref) Laju aliran massa refrigeran dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.7):. ṁref =. 𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑊𝑖𝑛 ×1000. =. (𝐼 ×𝑉) (ℎ2 −ℎ1 )×1000. 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 masuk kondensor (kJ/kg). (2.7).

(36) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 15. 2.1.3. Komponen Sistem Kompresi Uap Komponen penyusun sistem refrigerasi pada dasarnya terbagi menjadi. beberapa kelompok, berdasarkan keutamaan dari alat atau komponen tersebut, dan dibagi menjadi dua, yaitu komponen utama dan komponen pendukung. Komponen utama adalah komponen yang keberadaannya mutlak harus berada dalam sistem refrigerasi tersebut karena jika salah satu komponen tersebut tidak ada maka sistem tidak akan dapat bekerja sama sekali. Sedangkan komponen pendukung adalah komponen yang apabila tidak terpenuhi maka sistem masih dapat bekerja, karena fungsi komponen ini hanyalah sebagai pelengkap agar sistem dapat bekerja dengan baik. Alat pendukung ini dapat berfungsi sebagai alat kontrol ataupun alat pengukur. Untuk dapat menghasilkan kerja sistem yang seimbang dengan efisiensi yang tinggi diperlukan adanya komponen pendukung ini. Komponen pendukung ini terbagi menjadi dua, yaitu komponen pendukung bawaan dan komponen pendukung tambahan. Komponen utama sistem refrigerasi terdiri dari kompresor, kondensor, pipa kapiler, evaporator, dan refrigeran. Komponen pendukung bawaan yang digunakan adalah filter. Komponen pendukung tambahan yang digunakan adalah pressure gauge, kipas angin, dan blower. 2.1.3.1 Kompresor Kompresor adalah jantung dari sistem refrigerasi, yang berfungsi untuk mensirkulasikan refrigeran ke semua komponen refrigerasi. Kompresor didesain dan dirancang agar dapat bekerja dalam jangka waktu panjang walaupundigunakan.

(37) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 16. secara terus menerus dalam sistem refrigerasi kompresi uap. Untuk mendapatkan performa seperti yang diharapkan maka kompresor harus bekerja sesuai dengan kondisi yang diharapkan, terutama kondisi temperatur dan tekanan refrigeran pada saat masuk dan meninggalkan katup kompresor. Kompresor juga berfungsi untuk memastikan bahwa temperatur gas refrigeran yang disalurkan ke kondensor harus lebih tinggi dari temperatur lingkungan sekitar. Hal ini dikarenakan untuk membuang panas gas refrigeran yang berada di kondensor ke lingkungan sekitar. Akibatnya temperatur refrigeran dapat diturunkan walaupun tekanannya tetap. Oleh karena itu kompresor harus dapat mengubah kondisi gas refrigeran yang bertemperatur rendah dari evaporator menjadi gas yang bertemperatur tinggi pada saat meninggalkan saluran discharge kompresor. Tingkat temperatur yang harus dicapai tergantung pada jenis refrigeran dan temperatur lingkungan sekitarnya. Pada sistem refrigerasi kompresi uap terdapat beberapa macam kompresor. Dari semua jenis kompresor, pemilihan kompresor bergantung pada kapasitas penggunaan sistem refrigerasi dan penggunaan refrigeran pada sistem refrigerasi. Jenis kompresor berdasarkan letak motor adalah sebagai berikut: a. Kompresor Open-Type b. Kompresor Hermetic-Type c. Kompresor Semi Hermetic-Type Berdasarkan cara kerjanya kompresor dibagi menjadi lima, yaitu: a. Kompresor torak (Reciprocating Compressor) b. Kompresor putar (Rotary Compressor).

(38) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 17. c. Kompresor sentrifugal (Centrifugal Compressor) d. Kompresor sekrup (Screw Compressor) e. Kompresor scroll (Scroll Compressor) Gambar 2.4 menyajikan gambar kompresor jenis rotary, yang digunakan pada mesin penghasil air dari udara.. Gambar 2.6 Kompresor hermetik jenis rotary Sumber: http://ebay.com. 2.1.3.2 Kondensor Pada sistem refrigerasi kompresi uap, kondensor adalah suatu komponen yang berfungsi untuk merubah fase refrigeran dari gas bertekanan tinggi menjadi cairan bertekanan tinggi, atau dengan kata lain pada kondensor ini terjadi proses kondensasi. Refrigeran yang telah berubah menjadi cair tersebut kemudian dialirkan ke evaporator melalui pipa kapiler. Agar proses perubahan fase yang diinginkan ini dapat terjadi, maka kalor/panas yang ada dalam gas refrigeran bertekanan tinggi harus dibuang keluar dari sistem. Adapun kalor ini berasal dari 2 sumber, yaitu kalor yang diserap refrigeran ketika mengalami proses evaporasi, dan kalor yang ditimbulkan di kompresor selama terjadinya proses kompresi. Gas.

(39) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 18. refrigeran bertekanan rendah dikompresi sehingga menjadi gas refrigeran bertekanan tinggi dimana temperatur kondensasinya lebih tinggi dari temperatur media pendingin kondensor. Media pendingin yang umum digunakan biasanya air, udara, atau kombinasi keduanya. Dengan temperatur kondensasi yang lebih tinggi dari media pendingin maka akan mudah terjadi proses perpindahan kalor dari refrigeran ke media pendingin, karena kalor akan mengalir dari substansi yang bertemperatur lebih tinggi ke substansi yang bertemperatur lebih rendah. Jenis kondensor berdasarkan media pendingin terbagi menjadi 3 macam: a. Kondensor berpendingin udara (air cooled condenser) b. Kondensor berpendingin air (water cooled condenser) c. Kondensor berpendingin kombinasi udara dan air (evaporative condenser) Gambar 2.5 menyajikan gambar kondensor jenis pipa bersirip berpendingin udara.. Gambar 2.7 Kondensor jenis pipa bersirip berpendingin udara Sumber : https://apollo-singapore.akamaized.net.

(40) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 19. 2.1.3.3 Pipa Kapiler Pipa kapiler pada mesin siklus kompresi uap berfungsi untuk menurunkan tekanan refrigeran dan mengatur aliran refrigeran menuju evaporator. Fungsi utama pipa kapiler ini adalah menghubungkan dua bagian tekanan dengan berbeda, yaitu tekanan tinggi dan tekanan rendah. Refrigeran bertekanan tinggi sebelum melewati pipa kapiler akan diubah atau diturunkan tekanannya. Gas refrigeran yang keluar dari kompresor telah menjadi gas yang bertekanan, kemudian mengalir melalui pipa-pipa kondensor dan melewati proses penyaringan yang biasa disebut filter, lalu menuju ke pipa kapiler. Penempatan pipa kapiler ini biasanya di gulung untuk menghemat tempat dengan menggunakan mal kapasitor bekas agar tidak rusak. Akibat dari penurunan tekanan refrigeran menyebabkan penurunan suhu, pada bagian inilah (pipa kapiler) refrigeran mencapai suhu terendah (terdingin). Pipa kapiler terletak antara saringan (filter) dan evaporator. Gambar pipa kapiler disajikan pada Gambar 2.6.. Gambar 2.8 Pipa kapiler Sumber : http://awet-ademac.blogspot.com.

(41) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 20. 2.1.3.4 Evaporator Evaporator merupakan sebuah media penguapan cairan refrigeran yang berasal dari pipa kapiler. Evaporator sering juga disebut cooling coil, tergantung dari bentuknya. Karena kegunaan dari evaporator berbeda-beda, maka evaporator dibuat dalam berbagai macam bentuk, ukuran, dan perencanaan. Evaporator juga dapat dibagi dalam beberapa golongan dari konstruksi, cara kerja, dan aliran bahan. Evaporator jika ditinjau dari segi konstruksinya dapat dikelompokan menjadi: a. Evaporator pipa telanjang (bare tube) b. Evaporator permukaan pelat (plate surface) c. Evaporator pipa bersirip (finned) d. Evaporator tabung pipa (shell and tube) Jenis evaporator berdasarkan pemakaian dibedakan menjadi dua, antara lain: a. Ekspansi langsung (direct expansion) b. Ekspansi tidak langsung (indirect expansion) Jenis evaporator berdasarkan cara kerja dibagi menjadi dua, yaitu: a. Evaporator kering (dry or direct evaporator), terdiri dari pipa-pipa saja. b. Evaporator basah (flooded evaporator), terdiri dari tabung dan pipa. Gambar 2.7 menyajikan evaporator berjenis pipa bersirip. Evaporator ini berfungsi untuk mendinginkan udara..

(42) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 21. Gambar 2.9 Evaporator pipa bersirip Sumber : http://tokopedia.com. 2.1.3.5 Refrigeran Refrigeran adalah fluida kerja yang bersirkulasi dalam siklus refrigerasi. Refrigeran merupakan komponen terpenting siklus refrigerasi karena refrigeran yang menimbulkan efek pendinginan dan pemanasan pada mesin refrigerasi. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (2005) mendefinisikan refrigeran sebagai fluida kerja di dalam mesin refrigerasi, pengkondisian udara, dan sistem pompa kalor. Refrigeran menyerap panas dari satu lokasi dan membuangnya ke lokasi yang lain, biasanya melalui mekanisme evaporasi dan kondensasi. Berikut ini merupakan syarat-syarat refrigeran yang baik, yaitu: a. Tekanan penguapannya harus tinggi. b. Tekanan pengembunan yang tidak terlampau tinggi. c. Kalor laten penguapannnya harus tinggi. d. Volume spesifik (terutama dalam fase gas) yang cukup kecil. e. Koefisien prestasinya harus tinggi..

(43) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 22. f. Konduktivitas termal yang tinggi. g. Viskositas yang rendah dalam fase cair maupun fase gas. h. Konstanta dielektrika dari refrigeran yang kecil, tahanan listrik yang besar, serta tidak menyebabkan korosi pada material isolator listrik. i. Refrigeran hendaknya stabil dan tidak bereaksi dengan material yang dipakai, sehingga tidak menyebabkan korosi. j. Refrigeran tidak boleh beracun. k. Refrigeran tidak boleh mudah terbakar. l. Refrigeran harus mudah dideteksi jika terjadi kebocoran. m. Tidak berbau merangsang. n. Ramah lingkungan. o. Tidak mudah meledak. Berikut merupakan tanda-tanda mesin siklus kompresi uap bila kekurangan refrigeran (under charged): a. Tekanan pada sisi tekanan tinggi (kondensor) lebih rendah. b. Tekanan pada sisi tekanan rendah (evaporator) lebih rendah. c. Pada pipa masuk evaporator terjadi bunga es. d. Pendinginan yang dihasilkan kurang baik. Berikut merupakan tanda-tanda mesin siklus kompresi uap bila kelebihan refrigeran (over charged): e. Tekanan pada sisi tekanan tinggi (kondensor) lebih tinggi. f. Tekanan pada sisi tekanan rendah (evaporator) lebih tinggi..

(44) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 23. g. Kompresor bersuara lebih keras. h. Pendinginan yang dihasilkan kurang baik. Gambar 2.8 menyajikan refrigeran yang digunakan, yaitu refrigeran R410a.. Gambar 2.10 Refrigeran R-410a Sumber : https://balloonideas.com. 2.1.3.6 Filter Filter merupakan alat yang digunakan untuk menyaring kotoran-kotoran yang terbawa oleh refrigeran cair dalam sistem. Kotoran itu dapat berupa debu, perak hasil pengelasan atau uap air. Selain itu filter berfungsi untuk mengeringkan uap air. Filter biasanya diletakkan pada sisi tekanan tinggi dalam siklus refrigerasi kompresi uap, sebelum masuk pipa kapiler. Gambar filter disajikan pada Gambar 2.9. Secara umum, keuntungan yang diperoleh dengan menggunakan filter dalam sistem adalah:.

(45) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 24. a. Mencegah adanya uap air yang mungkin ada pada sistem yang selanjutnya mungkin akan membeku dan menyumbat aliran refrigeran dalam sistem. b. Menyaring kotoran yang bercampur pada refrigeran. Hal ini akan melindungi sistem dari sumbatan dan rusaknya komponen akibat gesekan tersebut.. Gambar 2.11 Filter Sumber : http://www.sumberjayateknikac.com. 2.1.3.7 Pressure Gauge Pressure gauge adalah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan gas refrigeran sebelum masuk kompresor dan setelah keluar kompresor. Satuan dari alat ukur tekanan ini berupa psi (pound per square inch), psf (pound per square foot), mmHg (millimeter of mercury), inHg (inch of mercury), bar, ataupun atm (atmosphere). Ada dua jenis pressure gauge yang digunakan, yaitu low pressure gauge yang disajikan pada Gambar 2.10 dan high pressure gauge yang disajikan pada Gambar 2.11. Low pressure gauge berfungsi untuk mengukur tekanan refrigeran saat refrigeran masuk ke kompresor pada saat sistem sedang bekerja. Tekanan yang terukur adalah tekanan kerja evaporator atau tekanan rendah siklus kompresi uap..

(46) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 25. Gambar 2.12 Low pressure gauge High pressure gauge berfungsi untuk mengukur tekanan refrigeran saat refrigeran keluar dari kompresor pada saat sistem sedang bekerja. Tekanan yang terukur adalah tekanan kerja kondensor atau tekanan tinggi siklus kompresi uap.. Gambar 2.13 High pressure gauge 2.1.3.8 Kipas Angin Kipas angin adalah suatu alat yang berfungsi untuk menggerakkan udara agar berubah menjadi angin, beberapa fungsinya antara lain adalah untuk pendingin udara, penyegar udara, ventilasi (exhaust fan), dan pengering (umumnya memakai komponen penghasil panas) (Bernad, 2008). Pada tahun 1882, kipas angin listrik pertama ditemukan oleh Schuyler Skaats Wheeler. Wheeler pertama kali memperkenalkan kipas angin listrik dengan.

(47) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 26. dua buah baling-baling, tanpa ada pelindung apapun dan digerakkan dengan tenaga motor listrik. Perkembangan kipas angin listrik lebih lanjut di kembangkan oleh Philip H. Diehl yang dipatenkan pada tahun 1887. Diehl memperkenalkan kipas angin yang menempel di langit-langit rumah. Pada tahun 1904, Diehl menambahkan sendi split-ball pada kipas angin listriknya. Tiga tahun kemudian, ide ini menjadi dasar penemuan kipas angin yang dapat menengok kesana-kemari sehingga hembusan angin dapat menyebar ke beberapa arah. Gambar 2.12 menyajikan kipas angin listrik yang digunakan. Jenis-jenis kipas angin menurut cara kerjanya adalah: a. Kipas tradisional b. Kipas angin / kipas baling-baling c. Kipas tangan d. Kipas listrik e. Kipas aki f. Kipas modern. Gambar 2.14 Kipas angin listrik. Bagian-bagian utama kipas angin listrik yang digunakan adalah:.

(48) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 27. a. Motor penggerak Jenis motor listrik yang dipakai adalah motor induksi shaded pool, sebab motor jenis ini mempunyai cincin hubung singkat yang dipasang pada setengahnya dari kutub. b. Bagian kipas Kipas yang berbentuk baling-baling adalah bagian yang berputar dan satu poros dengan rotor motor. Jumlah sudu pada baling-baling kipas bervariasi, tergantung pada fungsi dan kegunaannya. c. Rumah kipas Rumah kipas adalah tempat dimana baling-baling kipas berputar, biasanya berbentuk seperti sangkar, yang bertujuan agar udara bisa tersirkulasi, serta agar aman jika bagian kipas terlepas. d. Rumah motor Rumah motor adalah tempat dudukan untuk meletakkan motor dan komponen-komponen lainnya. Rumah motor biasanya dibuat dari bahan ebonite. e. Stand atau dudukan kipas Alat ini untuk menempatkan kipas dan rotor penggeraknya, dilengkapi dengan alat pengatur kecepatan. 2.1.3.9 Blower Blower adalah mesin atau alat yang digunakan untuk menaikkan atau memperbesar tekanan udara atau gas yang akan dialirkan dalam suatu ruangan tertentu juga sebagai pengisapan atau pemvakuman udara atau gas tertentu. Bila untuk keperluan khusus, blower kadang-kadang diberi nama lain. Misalnya untuk.

(49) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 28. keperluan gas dari dalam oven disebut dengan nama exhauster. Di industri-industri kimia, alat ini biasanya digunakan untuk mensirkulasikan gas-gas tertentu didalam tahap proses-proses secara kimiawi dikenal dengan nama booster atau circulator. Blower menghasilkan tekanan yang lebih besar dibandingkan dengan kipas angin, karena memiliki putaran yang lebih kencang sehingga memiliki tekanan yang relatif lebih tinggi dengan volume aliran gas yang lebih besar. Blower dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu blower sentrifugal dan blower aksial. a. Blower Sentrifugal Blower ini memanfaatkan energi kinetik dari kipasnya untuk menaikkan tekanan udara. Blower sentrifugal mempercepat aliran udara secara linier, merubah arah aliran (biasanya 90°). Blower sentrifugal dibuat kokoh, relatif tidak berisik, dan dapat beroperasi di berbagai kondisi. Blower sentrifugal adalah sebuah constant volume device yang berarti pada kecepatan konstan, blower sentrifugal akan memompa volume udara yang tetap dibandingkan dengan massa udara yang tetap. Ini berarti kecepatan udara di sebuah sistem tetap walaupun laju massanya tidak tetap. Blower sentrifugal sampai sekarang adalah yang paling banyak digunakan karena lebih murah dan lebih mudah pada pembangunan. Blower sentrifugal digunakan untuk memindahkan gas pada sistem ventilasi di gedung-gedung, sistem pendingin/pemanas, dan juga cocok untuk proses industri dan terutama untuk kontrol polusi udara. Gambar 2.13 menampilkan blower sentrifugal yang digunakan dalam penelitian..

(50) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 29. Gambar 2.15 Blower sentrifugal. b. Blower Aksial Blower aksial adalah blower yang memakai gaya poros untuk menggerakkan udara atau gas. Blower aksial berputar dengan poros utama dengan kipas yang dipasang secara tegak lurus dari diameter luar poros. Blower aksial biasanya digunakan pada sistem ventilasi silindrikal pendek, yang aliran masuk dan aliran keluarnya dapat dihubungkan. Blower aksial memiliki kipas yang biasanya memiliki ukuran diameter sepanjang satu kaki (0,3 meter) sampai 30 kaki (9 meter), walaupun diameter blower aksial untuk menara pendingin dapat melebihi hingga 82 kaki (25 meter). Pada umumnya, blower aksial digunakan pada prinsip laju aliran volume yang besar, dan blower sentrifugal digunakan untuk aliran dan tekanan tinggi. Gambar 2.14 menyajikan contoh dari blower aksial..

(51) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 30. Gambar 2.16 Blower aksial Sumber : http://crwltd.co.uk. 2.1.4. Psychrometric Chart Untuk mendapatkan data-data sekunder pada penelitian ini, salah satu cara. yang digunakan adalah dengan menggunakan grafik psychrometric chart. Psychrometric chart merupakan grafik termodinamika udara yang meliputi hubungan antar suhu, kelembapan, entalpi, kandungan uap air, dan volume spesifik. Dengan menggunakan psychrometric chart, dapat diketahui parameter-parameter secara lengkap sifat-sifat dari udara pada kondisi tertentu. Dibutuhkan minimal dua parameter yang sudah diketahui untuk mendapatkan nilai dari properti-properti udara yang lain (Tdb, Twb, Tadp, W, RH, H, SpV). Dalam penelitian, ada enam parameter udara yang digunakan pada psychrometric chart. Parameter-parameter udara dalam psychrometric chart antara lain (a) Dry- bulb temperature (Tdb), (b) Wet-bulb temperature (Twb), (c) Dew-point temperature (Tadp), (d) Specific humidity (W), (e) Relative humidity (%RH), (f) Entalpi (H), dan (g) Volume spesifik (SpV). Contoh gambar psychrometric chart dapat dilihat pada Gambar 2.15..

(52) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 31. Gambar 2.17 Psychrometric chart Sumber : https://www.chemistryscl.com. a. Dry-bulb temperature (Tdb) Dry-bulb temperature (Tdb) adalah suhu udara yang diperoleh melalui pengukuran termometer dengan kondisi bulb pada keadaan kering. Tdb di posisikan sebagai garis vertikal yang berawal dari garis sumbu mendatar yang terletak di bagian bawah chart. Tdb ini merupakan ukuran panas sensibel, perubahan Tdb menunjukkan adanya perubahan panas sensibel. b. Wet-bulb temperature (Twb) Wet-bulb temperature adalah suhu udara basah yang diperoleh melalui pengukuran termometer dengan kondisi bulb basah. Twb di posisikan sebagai garis miring ke bawah yang berawal dari garis saturasi yang terletak di bagian samping.

(53) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 32. kanan chart. Twb ini merupakan ukuran panas (enthalpi), perubahan T wb menunjukkan adanya panas total. c. Dew-point temperature (Tadp) Dew-point temperature (Tadp) adalah suhu dimana udara mulai menunjukkan pengembunan ketika didinginkan. Tadp ditandai sebagai titik sepanjang saturasi. Besarnya Tadp sama dengan Twb, demikian pula Tdb. Perubahan Tadp akan menunjukkan adanya perubahan panas laten atau adanya perubahan kandungan uap air di udara. d. Specific humidity (W) Specific humidity adalah jumlah kandungan uap air di udara dalam setiap satu kilogram udara kering (kg air/ kg udara kering). W diposisikan pada garis sumbu vertikal yang ada di bagian samping kanan chart. e. Relative humidity (%RH) Relative humidity merupakan persentase perbandingan jumlah air yang terkandung dalam udara dengan jumlah air maksimal yang dapat dikandung oleh udara yang ada pada di suatu ruang atau lokasi tertentu pada suhu yang ditinjau. Semakin besar nilai RH, maka semakin kecil kemampuan udara tersebut menyerap uap air. f. Entalpi (H) Entalpi adalah jumlah kalor total yang dimiliki campuran udara dan uap air persatuan massa, dan dinyatakan dalam satuan BTU/lb udara. Nilai entalpi dapat diperoleh sepanjang skala di atas garis saturasi..

(54) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 33. g. Volume spesifik (SpV) Volume spesifik adalah volume udara campuran dengan satuan meter kubik per kilogram udara kering, dapat juga dikatakan meter kubik udara kering atau meter kubik campuran per kilogram udara kering. 2.1.5. Proses-proses yang Terjadi dalam Psychrometric Chart Proses-proses yang terjadi pada udara dalam psychrometric chart dibagi. menjadi delapan proses, yaitu: a. Proses pendinginan dan penurunan kelembapan (cooling and dehumidifying), b. Proses pemanasan (sensible heating), c. Proses pendinginan dan menaikkan kelembapan (cooling and humidifying), d. Proses pendinginan (sensible cooling), e. Proses humidifying, f. Proses dehumidifying, g. Proses pemanasan dan penurunan kelembapan (heating and dehumidifying), h. Proses pemanasan dan menaikkan kelembapan (heating and humidifying). a. Proses pendinginan dan penurunan kelembapan (cooling and dehumidifying) Proses pendinginan dan penurunan kelembapan adalah proses penurunan panas sensibel dan penurunan panas laten ke udara. Pada proses ini, terjadi penurunan temperatur bola kering, temperatur bola basah, entalpi, volume spesifik, temperatur titik embun, dan kelembapan spesifik. Sedangkan kelembapan relatif dapat mengalami peningkatan dan dapat mengalami penurunan, tergantung dari.

(55) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 34. prosesnya. Gambar 2.16 menyajikan proses pendinginan dan penurunan kelembapan pada psychrometric chart.. 1. . 2. .. Gambar 2.18 Proses pendinginan dan penurunan kelembapan (cooling and dehumidifying). b. Proses pemanasan (sensible heating) Proses pemanasan (heating) adalah proses penambahan panas sensibel ke udara. Pada proses pemanasan, terjadi peningkatan temperatur bola kering, temperatur bola basah, entalpi, dan volume spesifik. Sedangkan temperatur titik embun dan kelembapan spesifik tetap konstan. Namun kelembapan relatif mengalami penurunan. Gambar 2.17 menyajikan proses pemanasan pada psychrometric chart.. 1. .. .. 2. W1=W2. Gambar 2.19 Proses pemanasan (sensible heating).

(56) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 35. c. Proses pendinginan dan menaikan kelembapan spesifik (cooling and humidifying) Proses pendinginan dan menaikan kelembapan spesifik (cooling and humidifying) berfungsi menurunkan suhu dan menaikkan kandungan uap air di udara. Proses ini menyebabkan perubahan temperatur bola kering, temperatur bola basah dan kelembapan spesifik. Pada proses ini, terjadi penurunan temperatur kering dan volume spesifik. Selain itu, terjadi peningkatan temperatur bola basah, titik embun, kelembapan relatif dan kelembapan spesifik. Gambar 2.18 menyajikan proses pendinginan dan menaikan kelembapan spesifik pada psychrometric chart.. .2. .. 1. Gambar 2.20 Proses pendinginan dan menaikkan kelembapan (cooling and humidifying). d. Proses pendinginan (sensible cooling) Proses pendinginan adalah proses pengambilan panas sensibel dari udara sehingga temperatur udara mengalami penurunan. Pada proses pendinginan, terjadi penurunan pada temperatur bola kering, suhu bola basah dan volume spesifik, namun terjadi peningkatan kelembapan relatif. Pada kelembapan spesifik dan temperatur titik embun tidak terjadi perubahan atau konstan. Garis proses pada.

(57) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 36. psychrometric chart adalah garis horizontal ke arah kiri. Gambar 2.19 menyajikan proses pendinginan pada psychrometric chart.. .. .. W1=W2. 1. 2. Gambar 2.21 Proses pendinginan (sensible cooling) e. Proses humidifying Proses humidifying merupakan proses penambahan kandungan uap air ke udara tanpa merubah temperatur bola kering sehingga terjadi kenaikan entalpi, temperatur bola basah, titik embun dan kelembapan spesifik. Garis proses pada grafik psychrometric chart adalah garis vertikal ke arah atas. Gambar 2.20 menyajikan proses menaikan kelembapan pada psychrometric chart.. .2 .1 1 = Tdb2 Gambar 2.22 Proses menaikkan kelembapan (humidifying).

(58) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 37. f. Proses dehumidifying Proses dehumidifying merupakan proses pengurangan kandungan uap air pada udara tanpa merubah temperatur bola kering, sehingga terjadi penurunan entalpi, temperatur bola basah, titik embun dan kelembapan spesifik. Garis proses pada grafik psychrometric chart adalah garis vertikal ke arah bawah. Gambar 2.21 menyajikan proses penurunan kelembapan pada psychrometric chart.. .1 .2 1 = Tdb2 Gambar 2.23 Proses penurunan kelembapan (dehumidifying). g. Proses pemanasan dan penurunan kelembapan (heating and dehumidifying) Proses pemanasan dan penurunan kelembapan berfungsi untuk menaikan suhu bola kering dan menurunkan kandungan uap air pada udara. Pada proses ini terjadi penurunan kelembapan spesifik, entalpi, temperatur bola basah dan kelembapan relatif, tetapi terjadi peningkatan temperatur bola kering. Pada grafik psychrometric chart, garis prosesnya adalah garis yang menuju ke arah kanan bawah. Gambar 2.22 menyajikan proses pemanasan dan penurunan kelembapan pada psychrometric chart..

(59) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 38. .. 1. .2 Gambar 2.24 Proses pemanasan dan penurunan kelembapan (heating and dehumidifying) h. Proses pemanasan dan menaikan kelembapan (heating and humidifying) Pada proses ini udara dipanaskan disertai penambahan uap air, dan terjadi kenaikan kelembapan spesifik, entalpi, suhu bola basah, dan suhu bola kering. Garis proses pada psychrometric chart adalah garis ke arah kanan keatas. Gambar 2.23 menyajikan proses pemanasan dan menaikan kelembapan pada psychrometric chart.. .2 .. 1. Gambar 2.25 Proses pemanasan dan menaikan kelembapan (heating and humidifying) 2.1.6. Perhitungan pada Psychrometric Chart Dari data-data yang ada pada psychrometric chart, dapat dihitung data-data. berupa: (a) laju aliran massa air yang diembunkan, (b) besarnya perubahan.

(60) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 39. kandungan uap air yang berhasil diembunkan oleh evaporator per satuan massa udara, (c) laju aliran massa udara, dan (d) debit aliran udara. a. Laju aliran massa air yang diembunkan (ṁair) Laju aliran massa air yang diembunkan dapat dihitung menggunakan Persamaan (2.8):. ṁair =. 𝑚𝑎𝑖𝑟. ∆t. (2.8). Pada Persamaan (2.8). ṁair. : laju aliran massa air yang di embunkan, kgair/jam. mair. : jumlah volume air yang diembunkan, kgair. ∆t. : selang waktu yang dibutuhkan, jam. b. Besarnya perubahan kandungan uap air per satuan massa udara (ΔW) Besarnya kandungan uap air yang berhasil diembunkan oleh evaporator per satuan massa udara dapat dihitung dengan menggunakan rumus pada Persamaan (2.9): ∆W = WB – WA Pada Persamaan (2.9). ∆W. : pertambahan kandungan uap air, kgair/kgudara. WA. : kelembapan spesifik udara sebelum masuk evaporator, kgair/kgudara. WB. : kelembapan spesifik udara setelah keluar evaporator, kgair/kgudara. (2.9).

(61) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 40. c. Laju aliran massa udara (ṁudara) Laju aliran massa udara dapat dihitung dengan Persamaan (2.10):. ṁudara =. v̇𝑎𝑖𝑟 𝑊𝐵 −𝑊𝐴. (2.10). Pada Persamaan (2.10). WA. : kelembapan spesifik udara masuk evaporator, kgair/kgudara. WB. : kelembapan spesifik udara setelah keluar evaporator, kgair/kgudara. ṁudara : laju aliran massa udara, kgudara/jam v̇air. : laju aliran volume air, liter/jam. d. Debit aliran udara (v̇udara) Debit aliran udara dapat dihitung menggunakan Persamaan (2.11):. ṁudara. v̇udara= ρudara. (2.11). Pada Persamaan (2.11). v̇udara. : debit aliran udara, m³/jam. ṁudara : laju aliran massa udara, kgudara/jam ρudara. : massa jenis udara (1,2 kg/m3). 2.1.7. Proses Mesin Penghasil Air dari Udara Pada Gambar 2.24 merupakan proses-proses yang terjadi pada mesin. penghasil air dari udara. Proses yang pertama adalah proses pemadatan udara.

(62) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 41. dengan menggunakan dua buah kipas dan sebuah blower yang berada di depan evaporator. Fungsi proses ini adalah untuk menambah tingkat kelembapan spesifik pada ruangan tersebut sehingga kadar air dalam udara lebih banyak. Proses kedua adalah proses pendinginan di evaporator yang disertai dengan dehumidifikasi. Pada proses ini suhu udara menjadi lebih dingin karena kalor pada udara diserap saat melalui pipa bersirip pada evaporator. Pipa evaporator dilalui oleh refrigeran bersuhu sangat rendah, yang mengakibatkan kadar air di dalam udara menjadi berkurang karena terjadi proses kondensasi. Air hasil proses kondensasi tersebut keluar melalui evaporator. Udara yang melalui evaporator kemudian diarahkan ke kondensor. Proses ketiga adalah proses pemanasan udara (sensible heating). Udara yang melalui kondensor menjadi tinggi, karena suhu kondensor yang tinggi juga. Setelah melalui kondensor, udara tersebut dibuang ke udara atmosfer. Kondensor dilalui udara bertujuan untuk mendinginkan kondensor.. 6. 7 4. 3 2. A. E G. C B. 5. D 1. 6. 8. 9 P1. P2. Gambar 2.26 Proses-proses yang terjadi pada mesin penghasil air dari udara melalui pandangan atas.

(63) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 42. Keterangan Gambar 2.24: A. : Udara lingkungan masuk. B. : Udara masuk evaporator. C. : Titik mulai terjadinya proses pengembunan. D. : Suhu udara keluar dari evaporator. E. : Suhu udara keluar dari kondensor. 1. : Kompresor. 2. : Kondensor. 3. : Filter. 4. : Pipa kapiler. 5. : Evaporator. 6. : Kipas angin. 7. : Kipas kondensor. 8. : Blower. 9. : Gelas ukur. P1. : Low pressure gauge. P2. : High pressure gauge.

(64) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 43. 2.1.8. Proses-proses Mesin Penghasil Air dari Udara pada Psychrometric Chart Gambar 2.25 menyajikan proses untuk menghasilkan air dari udara yang. digambarkan pada psychrometric chart.. Gambar 2.27 Proses-proses yang terjadi pada mesin penghasil air dari udara pada psychrometric chart Keterangan pada Gambar 2.25: a. Proses A-B : Proses Heating and Humidifying Proses ini adalah proses pemanasan dan penaikkan kelembapan spesifik udara yang terjadi di ruang pemadatan udara sebelum udara masuk ke evaporator. Proses ini dibantu dengan tambahan blower dan kipas untuk memadatkan udara, sehingga mengakibatkan kenaikan pada kelembapan spesifik dan suhu udara bola kering. b. Proses B-C : Proses Cooling Proses ini adalah proses pendinginan udara setelah dipadatkan yang berlangsung di evaporator. Proses pendinginan berjalan pada nilai kelembapan spesifik yang tetap, hingga mencapai suhu titik embun..

(65) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 44. c. Proses C ke D : Proses Cooling and Dehumidifying Proses ini adalah proses pendinginan dan pengembunan udara yang dilakukan di dalam evaporator. Pada proses ini terjadi penurunan nilai kelembapan spesifik karena uap air telah mengalami pengembunan ketika didinginkan di evaporator. d. Proses D –E : Proses Heating Proses ini adalah proses pemanasan yang dilakukan di dalam kondensor dan kompresor. Pada proses ini terjadi peningkatan suhu udara bola kering dimana udara melewati kondensor dan kompresor yang sedang bekerja pada suhu tinggi, sehingga udara yang melewati kondensor dan kompresor akan meningkat suhunya. Setelah itu suhu udara dibuang ke luar ruangan. Proses ini bertujuan untuk menurunkan suhu kerja kondensor agar tidak terlalu tinggi. e. Tevap Titik Tevap adalah suhu kerja evaporator pada mesin penghasil air dari udara, didapat dari analisa data berdasarkan tabel properti refrigeran R-410a. f. Tkond Titik Tkond adalah suhu kerja kondensor pada mesin penghasil air dari udara, didapat dari analisa data berdasarkan tabel properti refrigeran R-410a. 2.2. Tinjauan Pustaka The University of Engineering and Technology (UTEC) (2013) di Lima. melakukan eksperimen tentang penangkapan air dengan kondensor pada billboard iklan. Tujuan eksperimen ini adalah untuk mendapatkan air siap minum dengan.

(66) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 45. menggunakan kondensor yang terpasang pada billboard iklan. Untuk mendapatkan air yang siap diminum, sebelum dikondensasikan, udara dilewatkan melalui filter udara. Air yang telah terkondensasi kemudian dibersihkan dengan carbon filter. Peralatan ini mampu menghasilkan air dari udara sekitar 96 liter/jam (Lidija Grozdanic, 2014). Marc Parent (2004) melakukan eksperimen yaitu pembuatan Eolewater. Alat ini bertujuan untuk mendapatkan air dari udara. Eolewater memiliki komponen-komponen berupa humidity condenser air blower, humidity condenser, heat exchanger, heat exchanger air extractor, dan cooling compressors. Semua komponen terpasang pada konstruksi kincir yang memiliki tinggi tiang 24 meter dan diameter kincir 13 meter. Menurut Marc Parent (2004), mesin ini mampu menghasilkan air 1000 liter/hari pada kondisi dengan kecepatan udara 35 km/jam. Dar Si Hmad (2006) melakukan survei dan percobaan di pengunungan Maroko tentang alat penangkap air dari kabut. Tujuan pembuatan alat ini adalah untuk membantu penduduk di Maroko yang mengalami kekurangan pasokan air. Ketika udara melewati jaring jaring, uap air yang ada di udara dikondensasikan oleh jaring-jaring tersebut. Untuk memaksimalkan air yang diperoleh, penelitian dan inovasi telah dilakukan terhadap ukuran mesh-fiber, ukuran rongga-jaring, dan lapisan jaring-jaringnya. Tangkapan air yang dapat dihasilkan sekitar 90 liter/(m2∙hari). Untuk udara dengan RH 75%, menghasilkan sekitar 3 liter/(jam∙m 2), dan dapat dipergunakan untuk keperluan air minum dan kebutuhan untuk lahan pertanian..

(67) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 46. Arturo Vittori (2015) dengan proyek Warka Water Tower di Afrika. Tujuan proyek ini adalah untuk membantu masyarakat Afrika mengatasi kekurangan air. Warka Water Tower merupakan menara bambu yang membungkus hidrofilik polypropylene mesh yang berfungsi untuk mengkondensasikan uap air dari udara. Menara ini tidak memiliki bagian bergerak, dan tidak memerlukan listrik untuk beroperasi. Warka Water Tower dirakit dengan mempergunakan sebagian besar dari bahan-bahan lokal. Menara ini telah diterapkan di masyarakat Afrika. Satu menara bisa menghasilkan air bersih sekitar 25 galon per hari (Sophie Wolfrum, 2018: 207). Eko Romadhoni (2017) melakukan penelitian tentang mesin penghasil air aki menggunakan mesin siklus kompresi uap dilengkapi dengan humidifier. Penelitian ini dilakukan secara eksperimen. Tujuan dari penelitian ini adalah: (a) Merancang dan merakit mesin penghasil air aki dengan sistem kompresi uap yang dilengkapi dengan humidifier. (b) Mengetahui karakteristik mesin penghasil air aki yang telah dibuat meliputi: COPaktual (Coefficient of Performance aktual), COPideal (Coefficient of Performance ideal), efisiensi dari mesin siklus kompresi uap dan mengetahui jumlah air aki yang dihasilkan oleh mesin penghasil air aki per jamnya. Komponen mesin penghasil air aki meliputi: mesin pendingin ruangan atau AC yang dijual di pasaran dengan daya sebesar 3/4 PK serta menggunakan refrigeran 410A, rangkaian pencurah air dibuat menggunakan pipa PVC berdiameter 1/2 inci, lubang pencurah berdiameter 2 mm, jarak antar lubang 1,5 cm, rangkaian berjumlah 14 baris, air dialirkan menggunakan pompa berdaya 125 watt. Kipas pada humidifier berdaya 40 watt, kecepatan aliran udara 1,28 m/s untuk kecepatan satu.

Gambar

Gambar 4.15 Perbandingan daya total terhadap hasil air pada semua variasi                         penelitian ..........................................................................................96
Gambar 2.3 Siklus kompresi uap pada diagram T-s dengan proses subcooling dan  superheating
Gambar  2.4  menyajikan  gambar  kompresor  jenis  rotary,  yang  digunakan  pada mesin penghasil air dari udara
Gambar 2.5 menyajikan gambar kondensor jenis pipa bersirip berpendingin  udara.
+7

Referensi

Dokumen terkait

Kemudian pada tanggal 22 Desember 2015 di berikan teknik relaksasi nafas dalam, setelah dilakukan pemberian teknik relaksasi nafas dalam skala nyeri pasien turun dengan

Hasil ini berhasil menolak dari hasil penelitian sebelumnya yang menyatakan pengetahuan nasabah berpengaruh terhadap keputusan nasabah memilih produk bank syariah. Hasil

Hasil percobaan menunjukkan bahwa perubahan konsntrasi uranium dan PV A pada proses gelasi internal berpengaruh terhadap densitas, luas muka spesifik, volume total

Hasil penelitian menunjukkan bahwa faktor risiko terkait karekteristik rumah tangga yang meliputi ketersediaan ventilasi, tumpukan sampah di sekitar rumah, kandang ternak di

Etanol merupakan salah satu senyawa yang memiliki aktivitas antibakteri, tetapi etanol dapat melarutkan senyawa kurkuminoid dan komponen minyak atsiri yang terkandung di

dirandatdsei oleh calon debitu reB€but sena nelcngkapi lesydatan. ydg t€latr

Hasil penelitian yang telah dilakukan ini tidak sesuai dengan hipotesis yang telah dikemukakan sebelumnya pada tinjauan pustaka, hasil penelitian menunjukkan bahwa tidak