MESIN PENGHASIL AIR AKI MENGGUNAKAN MESIN SIKLUS KOMPRESI UAP DILENGKAPI DENGAN HUMIDIFIER

Transkripsi

1 MESIN PENGHASIL AIR AKI MENGGUNAKAN MESIN SIKLUS KOMPRESI UAP DILENGKAPI DENGAN HUMIDIFIER SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai Derajat Sarjana S-1 Teknik Mesin Oleh EKO ROMADHONI NIM : PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2017 i

2 ACCU WATER-PRODUCING MACHINE USES A VAPOR COMPRESSION CYCLE EQUIPPED WITH A HUMIDIFIER FINAL PROJECT As partial fulfillment of the requirement to obtain the Sarjana Teknik degree in mechanical engineering By EKO ROMADHONI Student Number: MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2017 ii

3

4

5

6

7 ABSTRAK Pada umumnya air aki dihasilkan dengan proses penyulingan dan demineralisasi. Dibutuhkan proses menghasilkan air aki yang lebih aman, ramah lingkungan, praktis dan sederhana yaitu, menggunakan mesin pendingin dengan sistem kompresi uap. 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: COP aktual (Coefficient of Performance), COP ideal (Coefficient of Performance), efisiensi dari mesin siklus kompresi uap dan mengetahui jumlah air aki yang dihasilkan oleh mesin penghasil air aki per jamnya. Mesin yang diteliti merupakan mesin penghasil air aki menggunakan mesin siklus kompresi uap. Penelitian dilakukan di laboratorium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 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 inch, 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 dan 1,62 m/s untuk kecepatan maksimal. Variasi penelitian dengan menggunakan kipas kecepatan satu, kipas kecepatan maksimal dan kipas pada humidifier off. Ukuran kotak mesin penghasil air aki berukuran p x l x t : 2 m x 1 m x 2 m. Mesin penghasil air aki berhasil dibuat dan bekerja dengan baik. Mesin siklus kompresi uap yang digunakan memiliki nilai Coefficient of Performance (aktual) sebesar 7,61, nilai Coefficient of Performance (ideal) sebesar 10,6 dan memiliki nilai efisiensi sebesar 71,72%. Mesin mampu menghasilkan air aki dengan laju aliran volume air untuk kipas pada humidifier kecepatan maksimal sebesar 1,41 liter/jam, untuk kipas pada humidifier kecepatan satu sebesar 1,35 liter/jam dan untuk kipas pada humidifier off sebesar 1,28 liter/jam. Kata kunci : Mesin penghasil air aki, Humidifier, Siklus kompresi uap vii

8 ABSTRACT Generally the accu water is produced by the process of distillation and demineralization. It takes the process of producing accu water safer, environmentally friendly, practical and simple, namely, using the cooling machine with vapor compression systems. The purpose of this research are: (a) Creating and assembling accu water- producing machine with vapor compression system equipped with humidifier. (b) Knowing the characteristics of the accu water producing machine that has been manufactured include: the actual coefficient of Performance (COP actual ), the ideal Coefficient of Performance (COP ideal ), efficiency of the vapor compression cycle machine and knowing the amount of water produced by a accu water-producing machine per hour. The machine under study is a accu water-producing machine using a vapor compression cycle machine. The research was carried out at the Mechanical Engineering Laboratory of Sanata Dharma University, Yogyakarta. The components of accu water-producing machine including: air conditioner which sold on the market with power of 3/4 PK and using 410A refrigerant, water-drain series made using PVC pipe diameter 1/2 inch, 2 mm diameter drilling hole, 1.5 cm spacing between holes, a series of 14 lines, water flowed using a 125 watt powered pump. The fan on the humidifier is 40 watts, the airflow rate is 1,28 m/s for the speed of one and 1,62 m/s for maximum speed. Variations of research using one speed fan, maximum speed fan and without fan on the humidifier. The size of the accu water-producing machine box is l x w x h: 2 m x 1 m x 2 m. Accu water-producing machine successfully created and works well. The vapor compression cycle machine used has a value of Coefficient of Performance (actual) of 7,61, Coefficient of Performance (ideal) value of 10,6 and has an efficiency value of 71,72%. The machine capable of producing accu water with a volume flow rate of water for maximum fan speed on humidifier is 1,41 liter/hour, for one speed fan on humidifier is 1,35 liter/hour and for without a fan on humidifier is 1,28 liter/hour. Keywords: Accu water-producing machine, Humidifier, Vapor compression cycle viii

9 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-nya sehingga penyusunan Skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik dan lancar. Skripsi ini merupakan salah satu syarat wajib untuk setiap mahasiswa Prodi Teknik Mesin mendapatkan gelar sarjana S-1 pada Prodi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian penelitian dan penyusunan skripsi ini melibatkan banyak pihak. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph. D., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. 2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta dan sekaligus sebagai Dosen Pembimbing Skripsi. 3. Wibowo Kusbandono S.T., M.T selaku Dosen Pembimbing Akademik. 4. Seluruh Staf Pengajar dan Tenaga Kependidikan Prodi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta, yang telah mendidik dan memberikan berbagai ilmu pengetahuan yang sangat membantu dalam penyelesaian skripsi ini. 5. Alm. Sukandar dan Endang Pancawati sebagai orang tua yang telah memberikan dukungan, baik secara materi maupun spiritual. 6. Ekin Theophilus Bangun dan Stefanus Sofian Wanandi sebagai teman satu kelompok pembuatan alat skripsi. 7. Ekin Theophilus Bangun, Hamdhani Dimas Berniko, Sigit Tri Ratna, Yuga Indrawan dan Puguh Ratino Prasetya sebagai teman seperjuangan dalam suka maupun duka. ix

10 8. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin Angkatan 2013 dan semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu yang telah membantu dalam penyusunan Skripsi ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian dan penyusunan Skripsi ini masih banyak kekurangan yang perlu diperbaiki, untuk itu kami mengharapkan masukan, kritik, dan saran dari berbagai pihak untuk dapat menyempurnakannya. Semoga Skripsi ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca. Terima kasih. Yogyakarta, 11 Juli 2017 Penulis x

11 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i TITLE PAGE... ii HALAMAN PERSETUJUAN... iii HALAMAN PENGESAHAN... iv HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA... v LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA... vi UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ABSTRAK... vii ABSTRACT... viii KATA PENGANTAR... ix DAFTAR ISI... xi DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR TABEL... xv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Batasan Masalah Manfaat... 4 BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA Dasar Teori Air aki Metode-metode pembuatan air aki Komponen-komponen mesin Humidifier Siklus kompresi uap Perhitungan-perhitungan pada siklus kompresi uap Psychrometric chart xi

12 Proses-proses yang terjadi pada udara dalam psychrometric chart Proses-proses pada mesin penghasil air aki Perhitungan pada psychrometric chart Tinjauan Pustaka BAB III METODOLOGI PENELITIAN Alur pelaksanaan penelitian Metode Penelitian Variasi Penelitian Alat dan Bahan Penelitian Alat dan Bahan Pembuatan Mesin Penghasil Air Aki Alat Bahan Alat Bantu Penelitian Pembuatan mesin penghasil air aki Skema Pengambilan Data Penelitian Cara Mendapatkan Data Cara Mengolah Data Cara Mendapatkan Kesimpulan BAB IV HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian Perhitungan Pembahasan BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A. Mesin penghasil air aki B. Contoh gambar Psychrometric chart C. Contoh gambar P-h diagram xii

13 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Kompresor hermetik jenis torak... 9 Gambar 2.2 Kompresor hermetik jenis rotary... 9 Gambar 2.3 Kompresor open type Gambar 2.4 Kondensor dengan jari-jari penguat Gambar 2.5 Kondensor pipa bersirip Gambar 2.6 Pipa kapiler Gambar 2.7 Hand valve Gambar 2.8 Automatic expansion valve Gambar 2.9 Thermostatic expansion valve Gambar 2.10 Evaporator dengan sirip Gambar 2.11 Evaporator pipa-pipa dengan jari-jari penguat Gambar 2.12 Evaporator plat Gambar 2.13 Jenis-jenis filter Gambar 2.14 Kipas Gambar 2.15 Siklus kompresi uap Gambar 2.16 Siklus kompresi uap pada diagram P-h Gambar 2.17 Siklus kompresi uap pada diagram T-s Gambar 2.18 Psychrometric chart Gambar 2.19 Skematik Psychrometric chart Gambar 2.20 Proses-proses yang terjadi dalam psychrometric chart Gambar 2.21 Proses-proses yang terjadi pada mesin penghasil air aki Gambar 3.1 Skema diagram alur penelitian Gambar 3.2 Skematik mesin penghasil air aki Gambar 3.3 Kayu balok 4 x 6 cm Gambar 3.4 Triplek Gambar 3.5 GRC Board Gambar 3.6 Styrofoam Gambar 3.7 Akrilik xiii

14 Gambar 3.8 Plastik mika Gambar 3.9 Bagian indoor AC Gambar 3.10 Bagian outdoor AC Gambar 3.11 Refrigeran 410A Gambar 3.12 Kipas angin Gambar 3.13 Pompa air Gambar 3.14 Kran air Gambar 3.15 Lem pipa PVC Gambar 3.16 Hygrometer Gambar 3.17 Thermocouple Gambar 3.18 Penampil suhu digital Gambar 3.19 Gelas ukur Gambar 3.20 Bagian ruang mesin siklus kompresi uap Gambar 3.21 Rangkaian pipa humidifier Gambar 3.22 Bagian ruang humidifier Gambar 3.23 Kipas tambahan kondensor Gambar 3.24 Skema pengambilan data penelitian Gambar 4.1 Siklus kompresi uap pada mesin siklus kompresi uap yang digunakan Gambar 4.2 Psychrometric chart variasi kipas kecepatan maksimal Gambar 4.3 Laju aliran volume air yang dihasilkan perjam Gambar A.1 Mesin penghasil air aki Gambar B.1 Psychrometric chart kipas pada humidifier kecepatan maksimal Gambar B.2 Psychrometric chart kipas pada humidifier kecepatan satu Gambar B.3 Psychrometric chart kipas pada humidifier off Gambar C.1 P-h diagram mesin siklus kompresi uap yang digunakan xiv

15 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Tabel pengambilan data penelitian Tabel 4.1 Data hasil rata-rata penelitian kipas pada humidifier off Tabel 4.2 Data hasil rata-rata penelitian kipas pada humidifier kecepatan 1 Tabel 4.3 Data hasil rata-rata penelitian kipas pada humidifier kecepatan maksimal Tabel 4.4 Lanjutan data hasil rata-rata penelitian kipas pada humidifier kecepatan maksimal Tabel 4.5 Data hasil perhitungan Tabel 4.6 Lanjutan data hasil perhitungan xv

16 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Seiring dengan perkembangan zaman, manusia semakin membutuhkan kemudahan dalam menjalankan pekerjaan sehari-hari. Kemudahan dalam menjalankan pekerjaan sehari-hari akan memaksimalkan waktu yang dimiliki. Demi mendapat kemudahan dalam melakukan pekerjaan, manusia membutuhkan alat bantu pekerjaan seperti alat bantu elektronik. Alat bantu elektronik digunakan karena dianggap lebih praktis dan mudah dalam mengoprasikan serta mengendalikan. Alat bantu elektronik atau bisa kita sebut barang elektronik membutuhkan tenaga listrik sebagai sumber energi agar dapat berfungsi. Ada banyak sumber tenaga listrik yang bisa didapat dan digunakan untuk mengaktifkan barang elektronik. Beberapa sumber tenaga listrik, diantaranya adalah listrik PLN, baterai kering dan baterai cair atau aki (accu). Dari ketiga jenis sumber tenaga listrik di atas aki (accu) memiliki keunggulan, yaitu mudah digunakan dimanapun dan kapanpun. Selain itu, aki (accu) memiliki energi listrik yang lebih besar dibanding baterai kering. Namun, aki (accu) memerlukan media untuk menghasilkan energi listrik yaitu, air aki atau accu water. Air aki diperlukan agar terjadi reaksi kimia pada beberapa komponen aki, sehingga dapat menghasilkan tegangan listrik. Kemudian, listrik yang dihasilkan dapat digunakan untuk mengaktifkan alat-alat elektronik. Pada umumnya air aki dapat diperoleh dari beberapa proses, diantaranya adalah air aki yang diperoleh dari proses penyulingan air dan air aki dari proses demineralisasi. Pada dasarnya air aki adalah air murni yang bersifat netral. Proses penyulingan air dilakukan dengan menguapkan air pada temperatur didihnya lalu uap didinginkan sehingga terjadi proses pengembunan. Air hasil pengembunan inilah yang menjadi hasil penyulingan yaitu air murni yang bersifat netral. Titik didih air pada tekanan 1 atm cukup tinggi, yaitu 100 o C. Metode ini juga tidak ramah lingkungan karena menghasilkan gas buang pada proses pembakarannya. 1

17 2 Proses demineralisasi merupakan penghilangan kadar garam dan mineral pada air dengan proses pertukaran ion (ion exchange process) dengan media resin atau softener anion dan kation, sehingga air dapat menjadi murni. Diperlukan cara lain untuk memperoleh air aki yang lebih ramah lingkungan, lebih mudah dan tidak memerlukan senyawa kimia lain dalam proses pembuatannya. Alternatif yang dapat dilakukan adalah dengan mempergunakan mesin siklus kompresi uap serta dilengkapi proses penambahan kelembaban pada udara. Keunggulan proses pembuatan air aki dengan mempergunakan mesin siklus kompresi uap bila dibandingkan dengan proses pembuatan air aki yang lain diantaranya adalah : a. Lebih ramah lingkungan, karena tidak ada proses pembakaran. b. Mesin dapat ditempatkan dimana saja dan bisa ditinggal dengan aman tanpa perlu pengawasan yang lebih pada saat mesin beroperasi. c. Lebih praktis, mudah menyalakan dan mematikan mesinnya. d. Menjadi alternatif penghasil air aki selain dari proses penyulingan dan demineralisasi. e. Suhu kerja yang lebih rendah dibanding dengan proses penyulingan, sehingga lebih aman. f. Tidak membutuhkan senyawa kimia lain untuk mendapatkan air aki seperti halnya pada proses demineralisasi. Dibanding dengan proses demineralisasi, proses pembuatan air aki dengan mesin siklus kompresi uap ini memiliki kelemahan, yaitu membutuhkan sumber energi listrik yang cukup besar. Selain itu proses ini membutuhkan waktu yang lebih lama dalam menghasilkan air aki, berbeda dengan proses demineralisasi yang bisa menghasilkan air aki yang banyak dalam waktu lebih singkat. Namun, untuk pembuatan air aki, proses pembuatan air aki dengan mesin siklus kompresi uap ini lebih mudah dilakukan dibanding proses penyulingan dan proses demineralisasi hanya saja membutuhkan sumber energi listrik. Desalinisasi dengan proses humidifikasi dan dehumidifikasi dianggap sebagai cara yang efisien dan menguntungkan dengan memanfaatkan kondensor

18 3 dan evaporator pada pompa kalor untuk menghasilkan air tawar dari air laut (Yaningsih dan Istanto, 2014). Dalam penelitian yang dilakukan Habeebullah, B.A. (2010), pemanfaatan heat pump untuk mendapatkan air tawar merupakan cara yang efisien apabila digunakan pada daerah dengan jumlah penduduk yang banyak, kurang persediaan air bersih dan membutuhkan penggunaan mesin pendingin ruangan. Dengan latar belakang tersebut, penulis terpancing untuk mendalami pembuatan air aki dari mesin siklus kompresi uap dengan merancang dan melakukan penelitian tentang mesin pembuat air aki dari mesin siklus kompresi uap. Diharapkan nilai efisiensi dari mesin pembuatan air aki yang dihasilkan dapat bersaing dengan proses pembuat air aki yang sudah ada di pasaran, sehingga bisa menjadi alternatif untuk menghasilkan air aki yang berkualitas. 1.2 Rumusan Masalah Pembuatan air aki selama ini dilakukan dengan cara penyulingan dan demineralisasi. Diperlukan solusi cerdas yang menghasilkan mesin pembuat air aki yang lebih praktis, aman, ramah lingkungan dan sederhana. 1.3 Tujuan Tujuan dari penelitian mesin pembuat air aki dengan siklus kompresi uap ini adalah : a. Merancang dan merakit mesin penghasil air aki dengan sistem kompresi uap yang dilengkapi dengan humidifier. b. Mengetahui karakteristik dari mesin siklus kompresi uap dari mesin penghasil air aki yang telah dibuat : 1. COP aktual dan COP ideal dari mesin siklus kompresi uap yang digunakan. 2. Efisiensi mesin siklus kompresi uap yang digunakan. 3. Mengetahui jumlah air aki yang dihasilkan oleh mesin penghasil air aki per jamnya.

19 4 1.4 Batasan Masalah Batasan-batasan yang diambil di dalam penelitian ini adalah : a. Mesin penghasil air aki bekerja menggunakan mesin dengan siklus kompresi uap. b. Komponen utama dari mesin siklus kompresi uap adalah kompresor, kondensor, evaporator dan pipa kapiler. c. Daya kompresor yang digunakan sebesar 3/4 PK, ukuran komponen utama yang lain menyesuaikan dengan besarnya daya kompresor. d. Mesin siklus kompresi uap menggunakan mesin pendingin standar yang ada di pasaran. e. Mesin siklus kompresi uap menggunakan refrigeran R410A. f. Kipas tambahan di kondensor berdaya 35 watt. g. Pada humidifier menggunakan : 1. Kipas yang memiliki daya 40 watt 2. Pompa air yang memiliki daya 125 watt 3. Pipa PVC yang memiliki diameter 0,5 inch 4. Panjang rangkaian pipa PVC 150 cm 5. Lebar rangkaian pipa PVC 50 cm 6. Jarak antar baris pipa PVC 15 cm 7. Jarak antar lubang pada rangkaian pipa PVC 1,5 cm 8. Diameter lubang pada rangkaian pipa PVC 2 mm 9. Ukuran lemari mesin penghasil air aki : panjang x lebar x tinggi = 2 m x 1 m x 2 m 1.5 Manfaat Manfaat dari penelitian tentang mesin pembuat air aki dengan siklus kompresi uap ini adalah : a. Menambah khasanah ilmu pengetahuan tentang mesin pembuat air aki dengan siklus kompresi uap yang dapat ditempatkan di perpustakaan, atau diterbitkan dalam jurnal ilmiah.

20 5 b. Dapat dipergunakan untuk referensi bagi peneliti lain yang melakukan penelitian sejenis. c. Diperolehnya teknologi tepat guna berupa mesin penghasil air aki yang praktis, aman, ramah lingkungan dan sederhana.

21 BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dasar Teori Air aki Air aki berasal dari air destilasi (aquadest), air aki adalah air murni tidak mengandung logam, berbahan dasar air PDAM atau sumur tapi telah melewati proses pemurnian dengan cara penyulingan atau proses demineralisasi. Proses penyulingan adalah proses dimana air diuapkan kemudian diembunkan dengan melalui proses pendinginan. Sedangkan proses demineralisasi dilakukan dengan menyaring atau mencampur air dengan cairan kimia untuk memisahkan unsur logamnya. Biasanya air aki yang dijual bebas di pasaran diperoleh dari hasil proses demineralisasi. Proses penyulingan membutuhkan waktu yang lama. Air aki yang didapat lewat penyulingan disebut aquadest. a. Air aki botol merah Cairan yang berada dibotol merah disebut zuur, biasanya digunakan pada saat pengisian pertama aki. Unsur kimia yang terkandung adalah H 2 SO 4, air aki botol merah bukan merupakan aquadest. b. Air aki botol biru Cairan yang berada dibotol biru berisi air murni atau air yang telah melalui proses penyulingan. Air ini memiliki unsur H 2 O dan berguna untuk menambah air aki. Tetapi apabila sulit mendapatkan air aki ini maka air mineral dapat digunakan sebagai keadaan darurat Metode-metode pembuatan air aki Metode dalam pembuatan air aki saat ini dipasaran ada beberapa macam, diantaranya yaitu proses demineralisasi dan proses penyulingan (destilasi). a. Proses demineralisasi Proses demineralisasi adalah sebuah proses penghilangan kadar garam dan mineral dalam air melalui proses pertukaran ion (ion exchange process) dengan 6

22 7 menggunakan media resin/softener anion dan kation. Proses ini mampu menghasilkan air aki dengan tingkat kemurnian yang sangat tinggi (ultrapure water) dengan jumlah kandungan ionik dan an-ionik nya mendekati angaka nol, sehingga mencapai batas yang hamper tidak dapat dideteksi lagi. b. Proses penyulingan (destilasi) Proses penyulingan (destilasi) adalah suatu proses pemisahan dengan memanfaatkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas), maka dapat dikatakan bahwa proses penyulingan merupakan proses pemisahan komponen-komponennya berdasarkan perbedaan titik didihnya. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Proses destilasi didahului dengan penguapan senyawa cair dengan pemanasan, dilanjutkan dengan pengembunan uap yang terbentuk dan ditampung dalam wadah yang terpisah untuk mendapatkan destilat Komponen-komponen mesin Mesin pembuat air aki menggunakan mesin kompresi uap merupakan sebuah sistem yang menghasilkan air aki dengan mengembunkan uap air yang ada di udara. Pada dasarnya air aki yang dihasilkan merupakan uap air di udara yang mengembun setelah didinginkan oleh evaporator. Uap air yang mengembun karena temperatur yang rendah di evaporator kemudian berubah wujudnya menjadi cair. Air hasil pengembunan ini ditampung dan menjadi produk air aki. Air hasil pengembunan ini dapat dijadikan air aki karena sifat kimianya yang netral atau murni. Jumlah uap air yang ada di udara sangat berpengaruh terhadap banyaknya air aki yang dapat dihasilkan. Semakin banyak uap air yang ada di udara, maka akan semakin banyak pula jumlah air aki yang dihasilkan. Oleh sebab itulah mesin ini membutuhkan tambahan rangkaian pencurah air untuk menghasilkan kandungan uap air yang banyak di udara, sehingga air aki yang dihasilkan akan bertambah.

23 8 Mesin pembuat air aki memiliki dua bagian utama, yaitu bagian mesin kompresi uap dan bagian pencurah air. Pada bagian mesin kompresi uap menggunakan komponen-komponen mesin kompresi uap, yaitu kompresor, kondensor, filter, pipa kapiler, evaporator serta penambahan kipas pada kondensor dan pada evaporator. Sedangkan komponen-komponen pada bagian humidifier antara lain adalah pompa air, rangkaian pipa PVC yang telah dilubangi dan kipas untuk menghembuskan udara yang telah melewati curahan air menuju ke evaporator. Komponen utama dari mesin dengan siklus kompresi uap terdiri dari kompresor, kondensor, evaporator, pipa kapiler, filter, kipas kondensor dan kipas evaporator. a. Kompresor Kompresor berfungsi untuk menaikkan tekanan refrigeran dari tekanan rendah ke tekanan tinggi. Kompresor bekerja menghisap sekaligus mengkompresi refrigeran sehingga terjadi sirkulasi atau perputaran refrigeran yang mengalir di dalam pipa-pipa mesin siklus kompresi uap. Salah satu jenis kompresor pada mesin siklus kompresi uap adalah kompresor hermetik yang merupakan kompresor torak (reciprocating compressor) yang digerakkan oleh motor listrik. Jenis kompresor torak lainnya yaitu kompresor semi hermetik dan kompresor open type. Kompresor hermetik jenis torak dapat dilihat pada Gambar 2.1 dan jenis rotary pada Gambar 2.2. Motor penggerak kompresornya berada dalam satu tempat atau rumah yang tertutup, bersatu dengan kompresor. Motor penggerak langsung memutarkan poros kompresor, sehingga jumlah putaran kompresor sama dengan jumlah putaran motornya. Kompresor bekerja secara dinamis menghisap sekaligus mengkompresi refrigeran sehingga terjadi sirkulasi refrigeran mengalir dalam pipa-pipa mesin pendingin. Fase yang terjadi ketika masuk dan keluar kompresor berupa gas. Kondisi gas yang keluar kompresor berupa gas panas lanjut. Suhu gas refrigeran yang keluar dari kompresor lebih tinggi dari suhu kerja kondensor.

24 9 Gambar 2.1 Kompresor hermetik jenis torak Sumber: Gambar 2.2. Kompresor hermetik jenis rotary Sumber: AAAAAAAAACM/Z5XgFEbqflk/s1600/kompresor.jpg

25 10 Gambar 2.3 Kompresor open type Sumber: b. Kondensor Kondensor adalah alat yang berfungsi sebagai tempat pengembunan atau kondensasi refrigeran. Dalam kondensor berlangsung dua proses yaitu proses penurunan suhu refrigeran dari gas panas lanjut menjadi gas jenuh dan proses berikutnya dari gas panas jenuh menuju ke cair jenuh. Proses pengembunan refrigeran dari kondisi panas jenuh menuju ke cair jenuh berlangsung pada tekanan tetap. Saat kedua proses tersebut berlangsung, kondensor membuang kalor dalam bentuk panas ke lingkungan sekitar. Jenis kondensor yang sering dipakai dalam kapasitas kecil adalah kondensor dengan bentuk jari-jari penguat, pipa dengan plat besi dan pipa bersirip. Tiga jenis kondensor berdasarkan media pendinginnya, kondensor berpendinginan udara (air cooled condenser), kondensor berpendinginan air (water cooled condenser) serta kondensor berpendinginan udara dan air (evaporative condenser). Umumnya kondensor yang dipakai dalam mesin pindingin adalah kondensor pipa dengan jari-jari penguat, sedangkan untuk mesin AC menggunakan jenis pipa bersirip.

26 11 Gambar 2.4 Kondensor dengan jari-jari penguat Sumber: AAAAAAAABSg/o3NQSkE-QVo/s1600/kondensor.png Gambar 2.5 Kondensor pipa bersirip Sumber: AAAAAAAAAC0/HKHLD50b1u0/s1600/KONDENSOR.jpg c. Pipa kapiler Menurut Stocker dan Jones (1989), pipa kapiler merupakan salah satu alat ekspansi. Alat ini berfungsi untuk, yaitu menurunkan tekanan refrigeran cair. Pipa kapiler umumnya mempunyai ukuran panjang 1 hingga 6 m, dengan diameter dalam 0,5 hingga 2 mm. Ketika refrigeran mengalir di dalam pipa kapiler terjadi pernurunan tekanan refrigeran dikarenakan adanya gesekan dengan bagian dalam

27 12 pipa kapiler. Proses penurunan tekanan refrigeran dalam pipa kapiler berlangsung pada entalpi konstan atau tetap. Pada saat refrigeran masuk dalam pipa kapiler, refrigeran dalam fase cair penuh. Saat masuk ke dalam evaporator, refrigeran dalam fase cair dan gas. Jenis alat ekspansi lainnya yang dapat digunakan untuk menurunkan tekanan, yaitu hand valve, AXV (automatic expansion valve), TXV (thermostatic expansion valve). Katup ekspansi jenis AXV dan TXV biasanya digunakan pada unit mesin pendingin berkapasitas besar dan berkapasitas sedang. Untuk jenis AXV dan TXV, berfungsi juga untuk mengatur aliran refrigeran. Gambar 2.6 Pipa kapiler Sumber : XFXXXk/ /HTB1afzoHXXXXXXMXXXXq6xXFXXXk.jpg Gambar 2.7 Hand valve Sumber: Valve-II.jpg

28 13 Gambar 2.8 Automatic expansion valve Sumber: Gambar 2.9 Thermostatic expansion valve Sumber: txv.jpg

29 14 d. Evaporator Evaporator merupakan tempat perubahan fase dari cair menjadi gas, atau dapat disebut juga sebagai tempat penguapan. Saat perubahan fase, diperlukan energi kalor. Energi kalor tersebut diambil dari lingkungan evaporator. Hal tersebut terjadi karena temperatur refrigeran lebih rendah dari pada temperatur sekelilingnya, sehingga kalor dapat mengalir ke refrigeran. Proses penguapan refrigeran di evaporator berlangsung dalam tekanan tetap dan suhu tetap. Berbagai jenis evaporator yang sering digunakan pada mesin siklus kompresi uap adalah jenis pipa dengan sirip, jenis pipa-pipa dengan jari-jari penguat dan jenis plat. Gambar 2.10 Evaporator dengan sirip Sumber: Gambar 2.11 Evaporator pipa-pipa dengan jari-jari penguat Sumber: Wire-Tube-Evaporator-Refrigerator-Evaporator-.jpg

30 15 Gambar 2.12 Evaporator plat Sumber: AAAAAAAAAis/RkuTsXgurKk3jhW0Em0h4HOGErjmfNpJwCLcB/s1600/Pics Art_ png e. Filter Filter adalah alat yang berguna untuk menyaring kotoran yang terbawa saat proses sirkulasi refrigeran. Dengan adanya filter, refrigeran yang membawa kotoran akan tersaring dan kemudian refrigeran yang telah melewati filter menjadi lebih bersih sehingga proses sirkulasi refrigeran dapat berlangsung dengan maksimal. Selain itu jika tidak ada filter, kotoran akan masuk ke dalam pipa kapiler dan dapat membuat pipa kalor menjadi tersumbat dan menyebabkan sistem menjadi tidak bekerja. Oleh sebab itu filter di tempatkan sebelum pipa kapiler. Gambar 2.13 Jenis-jenis filter Sumber: 10/54601e5ba0474.jpg

31 16 f. Kipas Kipas ini terdiri dari motor listrik dan baling-baling. Kipas ini berfungsi untuk mengalirkan fluida gas atau udara. Pada sistem siklus kompresi uap, udara yang dihembuskan oleh kipas akan mempercepat proses perpindahan kalor, seperti dari kondensor menuju udara lingkungan, dan dari udara lingkungan ke evaporator. Gambar 2.14 Kipas Sumber: XXXm/ / HTB1aTiGKVXXXXX0XVXXq6xXFXXXm.jpg Humidifier Humidifier adalah perangkat yang digunakan untuk menambah kadar air atau kandungan air di dalam udara. Penambahan air dalam udara akan meningkatkan nilai kelembaban relatif pada udara dan nilai kelembaban spesifik udara. Humidifier biasanya digunakan untuk menambahkan kandungan air di dalam udara di dalam suatu ruangan kamar rumah, kantor, atau pada industri. Perangkat humidifier diperlukan untuk menjaga udara dalam ruangan memiliki kelembaban dan suhu udara yang sesuai dengan kebutuhan. Pada penggunaan di rumah, humidifier diperlukan untuk menjaga kelembaban dan menurunkan suhu udara agar penghuni rumah bisa beraktifitas dengan nyaman. Seperti diketahui, proses humidifikasi untuk penggunaan di rumah, disertai juga dengan proses penurunan suhu udara. Proses ini lazim disebut dengan proses evaporative

32 17 cooling. Sedangkan pada skala industri, humidifier digunakan agar tingkat kelembaban udara tidak mengganggu proses produksi Siklus kompresi uap Siklus kompresi uap merupakan sistem refrigerasi yang menggunakan refrigeran sebagai media kerjanya. Gambar 2.15 menunjukkan rangkaian komponen siklus kompresi uap, Gambar 2.16 menunjukkan siklus kompresi uap pada diagram P-h dan Gambar 2.17 pada diagram T-s. Q out W in 4 Q in Gambar 2.15 Siklus kompresi uap Pada Gambar 2.15, Q in adalah besarnya kalor yang dihisap evaporator dari udara persatuan massa refrigeran. Q out adalah besarnya kalor yang dilepas kondensor ke udara per satuan massa refrigeran. W in adalah kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigeran. Arah panah pada siklus, menunjukkan arah aliran refrigeran.

33 Temperature Pressure PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 18 P Q out P 2 3a 2 3 T c 2a P 1 4 T e Q in 1a 1 W in h 3 = h 4 Enthalpy h 1 h 2 h Gambar 2.16 Siklus kompresi uap pada diagram P-h T 2 T c 3 3a Q out 2a W in T e 4 Q in 1a 1 Entropy s Gambar 2.17 Siklus kompresi uap pada diagram T-s

34 19 Proses dari kompresi uap yang disertai dengan proses pemanasan lanjut dan pendinginan lanjut adalah sebagai berikut : a. Proses kompresi (proses 1 2) Proses kompresi ini dilakukan oleh kompresor terjadi pada tahap 1 2 dari Gambar 2.16 dan Gambar Kondisi awal refrigeran pada saat masuk ke dalam kompresor adalah gas panas lanjut bertekanan rendah. Setelah mengalami kompresi, refrigeran akan menjadi gas panas lanjut bertekanan tinggi. Proses berlangsung secara isentropik (iso entorpi). Temperatur refrigeran ke luar kompresor akan meningkat. b. Proses penurunan suhu gas panas lanjut menjadi gas jenuh (proses 2 2a) Proses pendinginan dari gas panas lanjut menjadi gas jenuh terjadi pada tahap 2 2a dari Gambar 2.16 dan Gambar Refrigeran mengalami penurunan suhu pada tekanan tetap. Hal ini disebabkan adanya kalor yang mengalir ke lingkungan karena suhu refrigeran lebih tinggi dari suhu lingkungan. c. Proses kondensasi (proses 2a 3a) Proses kondensasi terjadi pada tahap 2a 3a dari Gambar 2.16 dan Gambar Pada proses ini gas jenuh mengalami perubahan fase menjadi cair jenuh. Proses berlangsung pada suhu dan tekanan tetap. Pada proses ini terjadi aliran kalor dari kondensor ke lingkungan karena suhu kondensor lebih tinggi dari suhu udara lingkungan. Adanya aliran kalor yang keluar dari kondensor menyebabkan terjadinya perubahan fase. d. Proses pendinginan lanjut (proses 3a 3) Proses pendinginan lanjut terjadi pada tahap 3a 3 dari Gambar 2.16 dan Gambar Proses pendinginan lanjut merupakan proses penurunan suhu refrigeran dari keadaan refrigeran cair. Proses ini berlangsung pada tekanan konstan. Proses ini diperlukan agar kondisi refrigeran yang keluar dari kondensor benar benar berada dalam fase cair. e. Proses penurunan tekanan (proses 3 4) Proses penurunan tekanan terjadi pada tahap 3 4 dari Gambar 2.16 dan Gambar Dalam fase cair, refrigeran mengalir menuju ke komponen pipa kapiler dan mengalami penurunan tekanan dan suhu. Sehingga suhu dari

35 20 refrigeran lebih rendah dari temperatur lingkungan. Pada tahap ini fasa berubah dari cair menjadi fase campuran cair dan gas. Proses berlangsung secara iso entalpi atau isentalpi, atau berlangsung dengan nilai entalpi yang tetap. f. Proses penguapan (proses 4 1a) Proses penguapan atau evaporasi terjadi pada tahap 4 1a dari Gambar 2.16 dan Gambar Dalam fase campuran cair dan gas, refrigeran yang mengalir ke evaporator memiliki tekanan dan temperatur rendah sehingga ketika menerima kalor dari lingkungan, akan mengubah seluruh fase fluida refrigeran menjadi gas jenuh. Proses penguapan berlangsung pada tekanan dan suhu yang tetap. g. Proses pemanasan lanjut (proses 1a 1) Proses pemanasan lanjut terjadi pada tahap 1a 1 dari Gambar 2.16 dan Gambar Proses ini merupakan proses dimana uap refrigeran yang meninggalkan evaporator akan mengalami pemanasan lanjut sebelum memasuki kompresor. Pemanasan lanjut tersebut dapat disebabkan oleh jenis pengendali katup cekik yang digunakan, dimana penyerapan panas dapat terjadi pada jalur antara evaporator dan kompresor Perhitungan-perhitungan pada siklus kompresi uap Diagram tekanan-entalpi siklus kompresi uap dapat digunakan untuk menganalisa unjuk kerja mesin kompresi uap yang meliputi kerja kompresor, energi yang dilepas kondensor, energi yang diserap evaporator, COP aktual, COP ideal efisiensi, dan laju aliran massa refrigeran. a. Kerja kompresor (W in ) Kerja kompresor persatuan massa refrigeran merupakan perubahan entalpi pada diagram P-h titik 1-2 di Gambar 2.16 dapat dihitung menggunakan Persamaan (2.1): W in h 2 h 1, (2.1) dengan W in adalah kerja kompresor persatuan massa refrigeran, h 1 adalah nilai entalpi refrigeran saat masuk kompresor, dan h 2 adalah nilai entalpi refrigeran saat keluar kompresor.

36 21 b. Energi kalor yang dilepaskan oleh kondensor (Q out ) Energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepaskan oleh kondensor merupakan perubahan entalpi pada titik 2 ke 3 (lihat Gambar 2.16), perubahan tersebut dapat dihitung dengan Persamaan (2.2): Q out h 2 h 3,...(2.2) dengan Q out adalah energi kalor yang dilepaskan kondensor persatuan massa refrigeran, h 2 adalah nilai entalpi refrigeran saat masuk kondensor, dan h 3 adalah nilai entalpi refrigeran keluar kondensor atau masuk pipa kapiler. c. Energi kalor yang diserap oleh evaporator (Q in ) Energi kalor yang diserap oleh evaporator persatuan massa refrigeran merupakan perubahan entalpi pada titik 4 ke 1 (lihat Gambar 2.16), perubahan entalpi tersebut dapat dihitung dengan Persamaan (2.3): Q in h 1 h 4,...(2.3) dengan Q in adalah energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran, h 1 adalah nilai entalpi refrigeran saat keluar evaporator atau sama dengan nilai entalpi pada saat masuk kompresor, dan h 4 adalah nilai entalpi refrigeran saat masuk evaporator atau sama dengan nilai entalpi saat keluar dari pipa kapiler. Karena proses pada pipa kapiler berlangsung pada entalpi yang tetap maka nilai h4 h3. d. Coefficient of Performance aktual ( COP aktual ) Coefficient of Performance aktual dapat dihitung dengan Persamaan (2.4): Q in COPaktual, (2.4) Win dengan Q in adalah energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran, dan W in adalah kerja kompresor persatuan massa refrigeran. e. Coefficient of Performance ideal (COP ideal ) Coefficient of Performance ideal dapat dihitung dengan Persamaan (2.5): COP ideal Te,...(2.5) Tc Te dengan COP ideal adalah Coefficient Of Performance maksimum yang dapat

37 22 dicapai mesin siklus kompresi uap, T c adalah suhu mutlak kondensor, dan T e adalah suhu mutlak evaporator. f. Efisiensi mesin kompresi uap ( ) Efisiensi mesin kompresi uap dapat dihitung dengan Persamaan (2.6): COPaktual 100%, (2.6) COP ideal dengan η adalah efisiensi mesin kompresi uap, COP aktual adalah Coefficient Of Performance aktual mesin kompresi uap, dan COP ideal adalah Coefficient Of Performance ideal mesin kompresi uap Psychrometric chart Psychrometric chart merupakan grafik yang digunakan untuk mengetahui properti-properti yang ada di udara pada kondisi tertentu. Dengan psychrometric chart dapat diketahui 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 (T db, T wb, T dp, W, RH, H, SpV). Gambar psychrometric chart dapat dilihat pada Gambar 2.18 Gambar 2.18 Psychrometric chart

38 23 Parameter-parameter udara dalam psychrometric chart antara lain (a) Drybulb temperature, (b) Wet-bulb temperature, (c) Specific humidity, (d) Dew-point temperature, (e) Entalpi, (f) Volume spesifik, (g) Kelembaban relatif. Berikut ini penjelasannya: a. Dry-bulb temperature (T db ) Dry-bulb temperature adalah suhu udara kering yang diperoleh melalui pengukuran termometer dengan kondisi bulb pada keadaan kering. Pada psycrometric chart, T db di posisikan sebagai garis vertikal yang berawal dari garis sumbu mendatar yang terletak di bagian bawah chart. b. Wet-bulb temperature (T wb ) Wet-bulb temperature adalah suhu udara basah yang diperoleh melalui pengukuran termometer dengan kondisi bulb pada keadaan basah (bulb diselimuti kain basah). Pada psychrometric chart, T wb di posisikan sebagai garis miring ke bawah yang berawal dari garis saturasi yang terletak dibagian samping kanan chart. c. Specific humidity (W) Specific humidity adalah jumlah kandungan uap air di udara dalam setiap kilogram udara kering (kg air/ kg udara kering). Pada psychrometric chart W di posisikan pada garis sumbu vertikal yang ada dibagian samping kanan chart. d. Dew-point temperature (T dp ) Dew-point temperature adalah suhu saat uap air di dalam udara mulai menunjukkan pengembunan ketika didinginkan. Pada psychrometric chart, T dp ditandai sebagai titik sepanjang saturasi. e. Entalpi (h) Entalpi adalah jumlah kalor total dari campuran udara dan uap air yang nilainya tergantung suhu dan tekanannya. Dinyatakan dalam satuan BTU per pound udara. Nilai entalpi dapat diperoleh sepanjang skala di atas garis saturasi. f. 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.

39 24 g. Kelembaban relatif (%RH) Kelembaban relatif adalah persentase perbandingan jumlah air yang terkandung dalam satu meter kubik dengan jumlah air maksimal yang dapat terkandung dalam satu meter kubik tersebut. Gambar 2.19 Skematik Psychrometric chart Sumber: AHs/w1Xdq348bEs/s400/psc_03.gif Proses-proses yang terjadi pada udara dalam psychrometric chart Proses-proses yang terjadi pada udara dalam psychrometric chart adalah sebagai berikut: (a) proses pendinginan dan penurunan kelembaban (cooling and dehumidifying), (b) proses pemanasan (sensible heating), (c) proses pendinginan dan menaikkan kelembaban (evaporative cooling), (d) proses pendinginan (sensible cooling), (e) proses humidifying, (f) proses dehumidifying (g) proses pemanasan dan penurunan kelembaban (chemical and dehumidifying), (h) proses pemanasan dan menaikan kelembaban (heating and humidifying).

40 25 (e) (c) (h) (d) (a) (g) (b) (f) Gambar 2.20 Proses-proses yang terjadi dalam psychrometric chart Sumber: core-page-inserted-images/psycrometric_porcess.jpg?itok=w0cmb_1b a. Proses pendinginan dan penurunan kelembaban (cooling and dehumidifying) Proses pendinginan dan penurunan kelembaban 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 kelembaban spesifik. Sedangkan kelembaban relatif dapat mengalami peningkatan dan dapat mengalami penurunan, tergantung dari prosesnya. b. Proses pemanasan sensibel (sensible heating) Proses pemanasan sensibel (sensible 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 kelembaban spesifik tetap konstan. Namun kelembaban relatif mengalami penurunan. c. Proses pendinginan dan menaikkan kelembaban (evaporative cooling) Proses evaporative cooling berfungsi menurunkan temperatur dan menaikkan kandungan uap air di udara. Proses ini menyebabkan perubahan temperatur bola

41 26 kering, temperatur bola basah dan kelembaban spesifik. Pada proses ini, terjadi penurunan temperatur kering dan volume spesifik. Selain itu, terjadi peningkatan temperatur bola basah, titik embun, kelembaban relatif dan kelembaban spesifik. d. Proses pendinginan sensibel (sensible cooling) Proses pendinginan sensibel adalah proses pengambilan panas sensibel dari udara sehingga temperatur udara mengalami penurunan. Pada proses pendinginan, terjadi penurunan pada temperatur bola kering, temperatur bola basah dan volume spesifik, namun terjadi peningkatan kelembaban relatif. Pada kelembaban spesifik dan temperatur titik embun tidak terjadi perubahan atau konstan. 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 kelembaban spesifik. 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 kelembaban spesifik. g. Proses pemanasan dan penurunan kelembaban (heating and dehumidifying) Proses ini menunjukkan kenaikan temperatur bola kering dan penurunan kandungan uap air pada udara. Pada proses ini terjadi penurunan kelembaban spesifik, entalpi, temperatur bola basah dan kelembaban relatif, tetapi terjadi peningkatan temperatur bola kering. h. Proses pemanasan dan menaikkan kelembaban (heating and humidifying) Pada proses ini udara dipanaskan disertai penambahan uap air. Pada proses ini terjadi kenaikan kelembaban spesifik, entalpi, temperatur bola basah, temperatur bola kering Proses-proses pada mesin penghasil air aki Proses-proses yang terjadi pada mesin penghasil air aki dapat dilihat pada Gambar Proses-prosesnya meliputi (a) proses pendinginan sensibel atau sensible cooling (titik A-B), (b) proses pendinginan dan proses pengembunan atau

42 27 cooling and dehumidifying (titik B-C), (c) proses pemanasan sensibel atau sensible heating (titik C-D), dan (d) proses pendinginan dan menaikkan kelambaban spesifik atau evaporative cooling (titik D-A). B A W a C D W b ΔW Gambar 2.21 Proses-proses yang terjadi pada mesin penghasil air aki a. Proses pendinginan sensibel atau sensible cooling (titik A-B) Pada proses ini terjadi penurunan suhu udara setelah melewati beberapa rangkaian pipa di evaporator. Penurunan suhu terjadi karena udara yang telah melewati rangkaian humidifier dialirkan menuju evaporator dan didinginkan oleh evaporator. Pada proses ini terjadi penurunan temperatur bola kering, temperatur bola basah dan volume spesifik, namun terjadi peningkatan kelembaban relatif. Proses ini dapat dilihat pada Gambar Titik A merupakan kondisi udara pada daerah sebelum memasuki evaporator. Udara pada titik A ini sebelumnya telah dipanaskan oleh kondensor dan kemudian dilewatkan melalui humidifier. Titik A pada psychromertic chart, diperoleh dengan melihat temperatur bola kering dan temperatur bola basah yang tertera

43 28 pada hygrometer. Sedangkan titik B diperoleh dengan menarik garis lurus secara horizontal menuju garis melengkung yang menunjukkan kelembaban relatif 100%. b. Proses pendinginan dan penurunan kelembaban atau cooling and dehumidifying (titik B-C) Pada Gambar 2.21, proses ini merupakan penurunan panas sensibel dan penurunan panas laten ke udara. Pada proses ini, temperatur bola kering, temperatur bola basah, entalpi, volume spesifik, temperatur titik embun, dan kelembaban spesifik mengalami penurunan. Sedangkan kelembaban relatif nilainya tetap pada nilai 100%. Pada proses ini udara didinginkan oleh evaporator hingga mendekati suhu kerja evaporator. Uap air yang terkandung di udara mengalami proses pengembunan sehingga berubah menjadi air. Proses pengembunan ini mengakibatkan tingkat kelembaban spesifik pada udara menjadi berkurang. Titik C pada proses ini merupakan kondisi udara setelah melewati evaporator atau dapat disebut juga sebagai udara keluaran evaporator. Titik C ini diperoleh dengan menggambar garis menurun mengikuti garis saturasi dari titik B hingga titik suhu sama dengan suhu udara keluar evaporator. c. Proses pemanasan sensibel atau sensible heating (titik C-D) Pada Gambar 2.21, proses ini merupakan penambahan panas sensibel ke udara. Pada proses ini, terjadi peningkatan temperatur bola kering, temperatur bola basah, entalpi, dan volume spesifik. Sedangkan temperatur titik embun dan kelembaban spesifik tetap konstan. Namun kelembaban relatif mengalami penurunan. Proses ini menunjukkan kondisi udara keluaran evaporator yang melewati kondensor sehingga temperatur udara menjadi naik. Titik D pada proses ini merupakan kondisi udara yang telah melewati kondensor. Titik D ini diperoleh dengan menggambar garis horizontal ke kanan, sejajar dengan garis specific humidity hingga garis suhu menunjukkan nilai suhu keluaran kondensor. d. Proses pendinginan dan menaikkan kelembaban atau evaporative cooling (titik D-A)

44 29 Pada Gambar 2.21, proses ini menunjukkan proses evaporative cooling. Proses ini terjadi karena udara keluaran kondensor didinginkan dan dinaikkan tingkat kelembabannya dengan cara dilewatkan melalui humidifier. Proses ini menyebabkan perubahan temperatur bola kering, temperatur bola basah dan kelembaban spesifik. Pada proses ini, terjadi penurunan temperatur kering dan volume spesifik. Selain itu, terjadi peningkatan temperatur bola basah, titik embun, kelembaban relatif dan kelembaban spesifik. Selisih nilai specific humidity titik A dengan titik D merupakan jumlah kandungan uap air di udara yang berhasil dinaikkan oleh proses evaporative cooling ini Perhitungan pada psychrometric chart Dari data-data yang ada pada psychrometric chart dapat dihitung (a) laju aliran volume air yang diembunkan, (b) pertambahan kandungan uap air, (c) laju aliran massa udara, dan (d) debit aliran udara. a. Laju aliran volume air yang diembunkan Laju aliran volume air yang diembunkan dapat dihitung menggunakan Persamaan (2.9): V V air air, (2.9) t dengan V air adalah laju aliran volume air, V air adalah jumlah air yang dihasilkan, dan t adalah selang waktu yang dibutuhkan. b. Pertambahan kandungan uap air Pertambahan kandungan uap air pada proses penghasilan air aki (lihat Gambar 2.21) dapat dihitung dengan Persamaan (2.10): dengan W W W a W b, (2.10) adalah pertambahan kandungan uap air, W a adalah kelembaban spesifik udara sebelum masuk evaporator, dan W b adalah kelembaban spesifik udara setelah keluar evaporator. c. Laju aliran massa udara yang berhasil diembunkan Laju aliran massa udara dapat dihitung dengan Persamaan (2.11):

45 30 dengan m m / t air air udara, (2.11) Wa Wb Wa Wb m m udara adalah laju aliran massa udara, m air adalah laju aliran massa air yang dihasilkan, W a adalah kelembaban spesifik udara sebelum masuk evaporator, dan W b adalah kelembaban spesifik udara setelah keluar evaporator, m air adalah massa air aki yang dihasilkan, menghasilkan air aki. d. Debit aliran udara t adalah selang waktu yang dibutuhkan untuk Debit aliran udara dapat dihitung menggunakan Persamaan (2.12): Q udara m udara udara m udara udara, (2.12) dengan Q udara adalah debit aliran udara, m udara adalah laju aliran massa udara, udara adalah massa jenis udara, dan udara adalah volume spesifik udara. 2.2 Tinjauan Pustaka Yaningsih dkk, (2015) melakukan penelitian dengan menguji pengaruh penggunaan refrigeran terhadap unjuk kerja unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi. Pada penelitian ini refrigeran yang digunakan adalah HCR-134a, HCR-12 dan HFC-134a. Temperatur air laut dikondisikan pada temperatur konstan sebesar 45ᵒC. Kompresor dioperasikan pada putaran konstan sebesar rpm, laju aliran volumentrik air laut dijaga sebesar 300 l/jam, dan air laut dalam sistem ini disirkulasi ulang. Hasil penelitian ini menunjukkan unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikas dengan menggunakan refrigeran HCR-134a menghasilkan produksi air tawar sebesar 25,6 liter/hari dan COP aktual 5.5, lebih tinggi dibandingkan dengan menggunakan refrigeran HCR-12 dan HFC-134a berturut-turut adalah 24,4 liter/hari, 22,1 liter/hari dan 5,4 dan 5,2. Air tawar hasil proses desalinasi memiliki nilai salinitas 715 ppm.

46 31 Hermawan dan Khudhori (2015) melakukan penelitian dengan menguji pengaruh kecepatan udara dan efisiensi kolektor surya plat datar dua laluan dengan dua penutup kaca terhadap unjuk kerja unit desalinasi surya berbasis pompa kalor dengan mengguankan proses humidifikasi dan dehumidifikasi. Unit ini terdiri dari sistem pompa kalor, humidifier, dehumidifier dan pemanas udara surya plat datar dua laluan dengan dua penutup kaca. Penelitian dilakukan secara indoor experiment. Energi surya dihasilkan dari simulator surya dengan menggunakan lampu halogen. Pada penelitian ini kecepatan udara divariasikan sebesar sebesar 3 m/s, 4 m/s, 5 m/s, dan 6 m/s, sedangkan intensitas radiasi matahari sebesar 828 Watt/m 2. Pada setiap variasi kecepatan udara, temperatur air laut dikondisikan pada temperatur konstan sebesar 45ᵒC, kompresor dioperasikan pada putaran 900 rpm, laju aliran volumentrik air laut sebesar 300 liter/jam dan air laut dalam sistem ini disirkulasi ulang. Laju produksi air tawar optimum pada penelitian ini didapat pada kecepatan udara masuk humidifier sebesar 6 m/s. Laju produksi air tawar maksimum sebesar 2470 ml/jam. Yaningsih dan Istanto (2014), melakukan penelitian tentang desalinasi dengan proses humidifikasi dan dehumidifikasi yang dianggap sebagai cara efisien dan menjanjikan dimana memanfaatkan condenser dan evaporator dari pompa kalor untuk menghasilkan air tawar dari air laut. Penelitian ini menguji laju aliran massa udara terhadap produktivitas tawar unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi. Pada penelitian laju aliran massa udara divariasi sebesar 0,0103 kg/s, 0,0153 kg/s, 0,0202 kg/s, 0,0306 kg/s dengan cara mengatur kecepatan udara sebesar 2 m/s, 3 m/s, 4 m/s, 5 m/s, 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 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 optimun 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

47 32 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, 0,0306 kg/s berturut-turut rata-rata sebesar 11,28 liter/hari, 18,72 liter/hari, 24,48 liter/hari, 23,04 liter/hari, 21,60 liter/hari. Air tawar hasil unit desalinasi memiliki nilai salinitas 620 ppm.

48 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Alur Pelaksanaan Penelitian Mempersiapkan terlebih dahulu alur penelitian yang akan digunakan saat penelitian, sebelum melakukan pengambilan data. Alur penelitian akan mempermudah jalannya penelitian. Gambar 3.1 memperlihatkan skema diagram alur penelitian. Mulai Perancangan mesin penghasil air aki Menyiapkan alat dan bahan Pembuatan mesin penghasil air aki Uji coba Tidak baik Baik Lakukan variasi dari percobaan 1 sampai dengan 3 Pengambilan data Lanjutan Selanjutnya Pengolahan, analisa data/pembahasan, kesimpulan dan saran Selesai Gambar 3.1 Skema diagram alur penelitian 33

49 34 Penelitian dimulai dengan merancang disain mesin penghasil air aki. Kemudian menyiapkan komponen-komponen mesin penghasil air aki yang terbagi menjadi dua bagian utama, yaitu bagian mesin siklus kompresi uap dan bagian humidifier. Komponen-komponen disiapkan sesuai dengan spesifikasi yang dibutuhkan. Setelah komponen-komponen yang dibutuhkan telah terkumpul, kemudian dilakukan proses perakitan mesin penghasil air aki. Perakitan mesin dilakukan dengan menggabungkan mesin siklus kompresi uap dengan humidifier. Setiap komponen mesin dirakit sesuai susunan yang diinginkan hingga mesin dapat berfungsi. Mesin yang telah selesai dirangkai tidak bisa langsung diambil datanya, melainkan harus diuji coba terlebih dahulu. Pengujian alat dilakukan hingga mesin benar-benar menunjukan unjuk kerja yang stabil sehingga data yang dikumpulkan dapat dianggap falid. Apabila mesin belum bekerja dengan baik, maka dapat dilakukan perakitan ulang atau perbaikan pada mesin. Saat perbaikan mesin selesai, mesin diuji kembali hingga mesin menghasilkan unjuk kerja yang diinginkan. Setelah mesin menunjukan unjuk kerja yang baik, maka kita perlu menyiapkan proses pengambilan data. Persiapan ini dilakukan dengan memasang alat ukur yang dibutuhkan pada mesin serta tabel pencatatan data hasil penelitian. Tabel ini sangat diperlukan dalam pengambilan data karena sangat mempermudah dalam pencatatan data yang didapat. Tabel berisi variabel-variabel data yang ingin didapat atau dicatat. Setelah persiapan pengambilan data selesai, maka pengambilan data penelitian pada mesin siap dilakukan. Pengambilan data penelitian dilakukan dengan mencatat data yang tertera pada alat ukur. Data yang dikumpulkan nantinya akan diolah dan dilakukan perhitungan tentang unjuk kerja mesin. Hasil pengolahan data penelitian kemudian dibahas dengan melakukan analisa hasil perolehan data. Kesimpulan bisa didapat setelah selesai melakukan analisa terhadap hasil pengolahan data penelitian. Untuk mempermudah menampilkan kesimpulan, hasil pengolahan data ditampilkan dalam bentuk grafik. Kesimpulan didapat dari intisari hasil-hasil pembahasan dan sesuai dengan tujuan penelitian.

50 Metode Penelitian Proses penelitian dilakukan dengan pengambilan data secara langsung terhadap alat yang telah dibuat, dan dilakukan di laboratorium sehingga metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimental. 3.3 Variasi Penelitian a. Variabel bebas Variabel bebas merupakan variabel yang dapat diubah dalam melakukan penelitian. Penelitian ini memiliki satu variabel bebas, yaitu kecepatan kipas angin pada humidifier : (a) kecepatan kipas nol (kipas off), (b) kecepatan kipas 1 (1,28 m/s) dan (c) kecepatan kipas maksimal (1,62 m/s). b. Variabel terikat Variabel terikat merupakan variabel yang hasilnya tergantung pada variabel bebas. Ketika penelitian berlangsung, akan diperoleh data yang kemudian diolah dan dilakukan pembahasan. Variabel terikat pada penelitian ini adalah nilai COP aktual, COP ideal, efisiensi mesin kompresi uap dan jumlah air aki yang dihasilkan. 3.4 Alat dan Bahan Penelitian Alat yang digunakan dalam penelitian adalah mesin penghasil air aki. Gambar 3.2 menunjukkan skematik mesin penghasil air aki yang diteliti. Dengan ukuran mesin p x l x t : 2 m x 1 m x 2 m. Pada Gambar 3.2 dapat dilihat bagianbagian mesin yaitu: a. Kompresor b. Kondensor c. Pipa kapiler d. Evaporator e. Pompa air f. Rangkaian humidifier g. Kipas.

51 36 e d g f c g b a g Bak Bak air Air Gelas ukur Gambar 3.2 Skematik mesin penghasil air aki Variasi penelitian yang dilakukan terhadap kecepatan kipas yang mengarah ke evaporator. Kecepatan kipas yang digunakan sesuai dengan tingkatan pada kipas angin yaitu, kecepatan 1, kecepatan maksimal, dan tanpa kipas atau kipas mati. Rangkaian humidifier yang digunakan terbuat dari pipa PVC ukuran 0,5 inch, diameter lubang dua milimeter, dan jarak antar lubang 1,5 sentimeter. Rangkaian pipa PVC dirangkai sebanyak 14 rangkaian.

52 Alat dan Bahan Pembuatan Mesin Penghasil Air Aki Dalam proses pembuatan mesin penghasil air aki diperlukan alat dan bahan sebagai berikut: Alat Peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan mesin penghasil air aki, antara lain: a. Gergaji besi dan gergaji kayu Gergaji besi digunakan untuk memotong pipa PVC. Dimana pipa PVC tersebut digunakan untuk membuat rangkaian humidifier. Gergaji kayu digunakan untuk memotong kayu balok, papan kayu dan triplek. Dimana kayu balok, papan kayu dan triplek digunakan untuk kotak utama mesin. b. Palu Palu digunakan untuk memukul paku, dimana paku tersebut digunakan untuk menyatukan kayu balok, papan kayu, triplek, dan GRC sehingga bisa menjadi kotak utama mesin. c. Gunting dan cutter Gunting dan cutter digunakan untuk memotong plastik mika dan lakban. Dimana plastik mika digunakan sebagai pelapis bak penampungan air. d. Meteran dan mistar Meteran digunakan untuk mengukur panjang komponen kotak mesin, sehingga ukuran bisa sesuai dengan disain. Mistar digunakan untuk mengukur dan membuat garis pada komponen kotak mesin. e. Gerinda tangan Gerinda tangan digunakan untuk membuat lubang pada dinding kotak. Dimana lubang ini digunakan sebagai jalan keluar udara dari kondensor menuju humidifier. f. Obeng dan kunci pas ring set Obeng digunakan untuk memasang dan mengencangkan skrup. Kunci pas dan ring set digunakan untuk memasang dan mengencangkan baut.

53 38 g. Bor Bor digunakan untuk melubangi pipa PVC. Mata bor yang digunakan memiliki diameter 2 mm. h. Tube cutter Tube cutter merupakan alat pemotong pipa tembaga yang digunakan agar potongan pada pipa tembaga menjadi lebih baik dan mengurangi resiko kebocoran refrigeran. i. Tube expander Tube expander atau pelebar pipa tembaga berfungsi untuk melebarkan pipa tembaga agar dapat tersambung dengan baik Bahan Bahan atau komponen yang diperlukan dalam proses pembuatan mesin penghasil air aki, antara lain: a. Kayu balok 4 x 6 cm Kayu balok ini digunakan sebagai rangka utama kotak mesin penghasil air aki. Gambar 3.3 Kayu balok 4 x 6 cm b. Papan kayu Papan kayu digunakan sebagai tempat memasang evaporator. Papan kayu yang digunakan memiliki tebal 1,5 cm dan lebar 15 cm.

54 39 c. Triplek dan GRC board Tripklek dan GRC board digunakan sebagai dinding luar dan dinding tengah kotak mesin penghasil air aki. Triplek juga digunakan sebagai bak penampungan air. Gambar 3.4 Triplek Gambar 3.5 GRC board Sumber: Sheetrock.jpg d. Styrofoam Styrofoam digunakan untuk melapisi bak penampungan air dan juga sebagai pelapis dinding yang memiliki celah udara.

55 40 Gambar 3.6 Styrofoam Sumber: XFXXXk/Expandable-Polystyrene-Boards.jpg e. Paku dan sekrup Paku digunakan untuk menyatukan rangka kayu sehingga dapat terpasang dengan kuat, serta digunakan untuk memasang papan kayu, triplek, dan GRC board pada rangka kotak mesin. Sekrup digunakan untuk memasang engsel pintu. f. Roda lemari Roda lemari digunakan agar mesin penghasil air aki mudah untuk dipindahkan. g. Engsel pintu Engsel pintu digunakan agar pintu mudah untuk dibuka dan ditutup. h. Akrilik Akrilik digunakan pada bagian dinding yang dipasang hygrometer, dan berfungsi agar mudah melihat suhu yang tertera pada hygrometer.

56 41 Gambar 3.7 Akrilik Sumber: _50ee8d3d fe0-889f-fd4108a34f7e.jpg i. Lakban dan double tape Lakban dan double tape digunakan untuk merekatkan styrofoam pada dinding mesin serta menutupi celah yang ada pada dinding mesin. j. Plastik mika Plastik mika digunakan sebagai pelapis bak penampungan air, sehingga bak penampungan air tidak bocor. Gambar 3.8 Plastik mika Sumber: AAAAAAAACio/cOdxW8wRisM/s1600/mika-plastik1.jpg k. Satu set AC split merk LG model QSUC0766NA0 Satu set AC split ini merupakan bagian utama dari mesin penghasil air aki. Dimana AC split ini adalah mesin siklus kompresi uap. Satu set AC ini dibagi

57 42 menjadi dua bagian, yaitu bagian indoor dan bagian outdoor. Bagian indoor merupakan rangkaian evaporator, kipas evaporator, filter udara, serta perangkat kontrol AC split ini. Sedangkan pada bagian outdoor merupakan rangkaian kondensor, kipas kondensor, kompresor, pipa kapiler, filter, dan rangkaian listrik. Gambar 3.9 Bagian indoor AC Gambar 3.10 Bagian outdoor AC l. Refrigeran Refrigeran merupakan jenis gas yang digunakan sebagai fluida pendingin. Refrigeran berfungsi untuk menyerap kalor dan melepas kalor dari lingkungan sekitar. Refrigeran yang digunakan pada penelitian adalah jenis R 410A.

58 43 Gambar 3.11 Refrigeran 410A Sumber: R410A_01_can png?c=2 m. Kipas angin Kipas angin digunakan untuk membantu sirkulasi udara menuju kondensor dan menuju evaporator. Gambar 3.12 Kipas angin

59 44 n. Pompa air Pompa air digunakan untuk mensirkulasikan air dari bak penampungan air menuju rangkaian pipa humidifier. Gambar 3.13 Pompa air o. Pipa PVC dan kran air Pipa PVC digunakan sebagai rangkaian humidifier, dimana pipa-pipa PVC ini dirangkai dan dilubangi sehinggan menjadi rangkaian pencurah air. Kran air digunakan untuk mengatur debit aliran air pada rangkaian humidifier. Gambar 3.14 Kran air

60 45 p. Lem pipa PVC Lem pipa PVC digunakan untuk memperkuat sambungan antara pipa PVC. Gambar 3.15 Lem pipa PVC Sumber: /11/5.png 3.6 Alat Bantu Penelitian Alat bantu yang digunakan untuk mendapatkan data pada penelitian ini adalah hygrometer, thermocouple, stopwatch, gelas ukur dan penampil suhu digital. a. Hygrometer Hygrometer digunakan untuk mengukur suhu udara basah dan suhu udara kering di ruangan. Gambar 3.16 Hygrometer

61 46 b. Thermocouple dan penampil suhu digital Thermocouple digunakan untuk mengukur perubahan suhu pada saat pengambilan data. Ujung thermocouple diletakkan atau ditempelkan pada bagian yang akan diukur suhunya. Kemudian nyalakan penampil suhu digital untuk mengetahui suhu pada bagian yang ingin diketahui suhunya. Bagian yang akan diambil datanya menggunakan thermocouple dan penampil suhu digital yaitu suhu kondensor, suhu evaporator. Gambar 3.17 Thermocouple Gambar 3.18 Penampil suhu digital

62 47 c. Stopwatch Stopwatch digunakan sebagai acuan waktu yang dibutuhkan saat pengambilan data. d. Gelas ukur Gelas ukur digunakan untuk mengukur volume air yang dihasilkan mesin pada saat pengambilan data. Gambar 3.19 Gelas ukur 3.7 Pembuatan Mesin Penghasil Air Aki Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan mesin penghasil air aki, sebagai berikut: 1. Merancang bentuk dan model mesin penghasil air aki. 2. Membuat rangka lemari mesin dengan menggunakan kayu balok. 3. Memasang papan kayu sebagai penyangga komponen evaporator. 4. Membuat bak penampungan air untuk humidifier menggunakan triplek. 5. Memasang dinding luar dan dinding tengah menggunakan triplek dan GRC board.

63 48 6. Memasang pintu pada lemari mesin. 7. Melapisi bak penampungan air dengan styrofoam. 8. Melapisi bak penampungan air yang telah dilapisi styrofoam dengan menggunakan plastik mika. 9. Membuat lubang di dinding tengah untuk udara keluaran dari kondensor. 10. Pemasangan mesin siklus kompresi uap, yaitu bagian indoor dan bagian outdoor. 11. Memasang kelistrikan mesin siklus kompresi uap. 12. Membuat sekat pada bagian indoor agar udara dari rangkaian humidifier hanya bisa melewati evaporator terlebih dahulu. Gambar 3.20 Bagian ruang mesin kompresi uap 13. Pemasangan styrofoam untuk meminimalisir kebocoran udara. 14. Pemotongan pipa PVC sepanjang 50 cm untuk rangkaian humidifier.

64 1,5 cm 50 cm Merangkai pipa PVC dengan sambungan pipa menjadi rangkaian pencurah air. 16. Pembuatan lubang pada pipa PVC dengan menggunakan mata bor berdiameter 2 mm dan dengan jarak antar lubang 1,5 cm. 150 cm Gambar 3.21 Rangkaian pipa humidifier 17. Pemasangan pompa air di dalam lemari mesin penghasil air aki. 18. Pemasangan rangkaian pencurah air dengan pompa air di atas bak penampungan air. 19. Memasang kipas untuk membantu sirkulasi udara setelah melewati humidifier menuju ke evaporator.

65 50 Gambar 3.22 Bagian ruang humidifier 20. Memasang kipas tambahan di kondensor, agar sirkulasi udara ke kondensor lebih lancar. Gambar 3.23 Kipas tambahan kondensor

66 Skema Pengambilan Data Penelitian Skema pengambilan data penelitian menunjukkan penempatan susunan alat bantu yang digunakan untuk pengambilan data pada mesin pendingin. Skema pengambilan data penelitian mesin pendingin dapat dilihat pada Gambar Peralatan tambahan yang digunakan dalam pengambilan data adalah thermocouple, penampil suhu digital, hygrometer, stopwatch dan gelas ukur. T db T wb T 3 T 4 T 2 T 1 Bak Bak air Air Gelas ukur Gambar 3.24 Skema pengambilan data penelitian

67 52 Pada Gambar 3.24 menunjukan skema pengambilan data penelitian mesin penghasil air aki. Bagian-bagian yang diperlukan dalam pengambilan data penelitian adalah sebagai berikut : a. Thermocouple dan penampil suhu digital (T 1 ) Thermocouple dan penampil suhu digital ini digunakan untuk mengukur suhu kerja di kondensor. b. Thermocouple dan penampil suhu digital (T 2 ) Thermocouple dan penampil suhu digital ini digunakan untuk mengukur suhu udara setelah melewati kondensor. c. Thermocouple dan penampil suhu digital (T 3 ) Thermocouple dan penampil suhu digital ini digunakan untuk mengukur suhu kerja di evaporator. d. Thermocouple dan penampil suhu digital (T 4 ) Thermocouple dan penampil suhu digital ini digunakan untuk mengukur suhu udara setelah melewati evaporator. e. Hygrometer (T db ) Hygrometer digunakan untuk mengukur suhu udara kering setelah melewati humidifier. f. Hygrometer (T wb ) Hygrometer digunakan untuk mengukur suhu udara basah setelah melewati humidifier. g. Gelas ukur Gelas ukur digunakan untuk mengukur volume air yang berhasil diembunkan oleh evaporator atau air aki yang dihasilkan mesin. 3.9 Cara Mendapatkan Data Pengambilan data dilakukan dengan mencatat data langsung dari pengukuran. Langkah-langkah pengambilan data adalah sebagai berikut : a. Pengambilan data diawali dengan menyiapkan alat mesin penghasil air aki. Persiapan dilakukan dengan memeriksa setiap bagian mesin penghasil air aki dan memastikan setiap bagian mesin bisa berfungsi dengan baik.

68 53 b. Mengkalibrasi termometer yang digunakan untuk mengukur suhu. Kalibrasi termometer ini bertujuan untuk memastikan bahwa termometer yang digunakan masih berfungsi dengan baik dan menampilkan data yang akurat. c. Menyiapkan stopwatch, thermocouple, hygrometer serta gelas ukur. Persiapan ini dilakukan dengan memasang setiap alat bantu penelitian pada tempatnya. Thermocouple dipasang untuk mengukur suhu pada evapotator, suhu udara keluaran evaporator, suhu pada kondensor, dan suhu udara keluaran kondensor. Hygrometer diposisikan untuk mengukur suhu udara setelah melewati rangkaian humidifier. Gelas ukur disiapkan untuk mengukur jumlah air yang dihasilkan mesin. d. Menghidupkan mesin untuk memanaskan mesin terlebih dahulu hingga air aki yang dihasilkan mesin sudah mengalir dengan stabil. e. Mencatat terlebih dahulu suhu setiap titik pengambilan data pada menit ke- 0. Pencatatan ini bertujuan untuk mengetahui kondisi awal sebelum hasil air aki mulai diukur. f. Mencatat data yang pengamatan yang ditunjukan langsung pada penampil suhu digital thermocouple, hygrometer serta jumlah air yang dihasilkan setiap 10 menit sekali selama dua jam. g. Pengujian dilakukan selama tiga hari untuk tiga percobaan. Untuk satu variasi kecepatan kipas pada rangkaian humidifier, dilakukan pengujian selama dua jam. Dalam satu hari, digunakan tiga variasi kecepatan kipas angin, sehingga dibutuhkan waktu enam jam dalam satu hari untuk mendapatkan satu sampel data penelitian. Setelah mendapatkan data untuk satu variasi kipas, mesin dimatikan selama 15 menit, kemudian mesin dihidupkan kembali dengan variasi kecepatan kipas yang berbeda. Data yang diukur saat pengambilan data dalam penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 3.1 berikut :

69 54 Tabel 3.1 Tabel pengambilan data penelitian Waktu T1 T2 T3 T4 T db T wb Hasil air aki No Menit ( o C) ( o C) ( o C) ( o C) ( o C) ( o C) Liter Keterangan : a. T 1 adalah suhu kerja kondensor. b. T 2 adalah suhu udara keluaran kondensor. c. T 3 adalah suhu kerja evaporator. d. T 4 adalah suhu udara keluaran evaporator. e. T db adalah suhu udara kering setelah proses humidifikasi. f. T wb adalah suhu udara basah setelah proses humidifikasi. g. Hasil air aki adalah volume air aki yang dihasilkan mesin Cara Mengolah Data Data yang diperoleh dari hasil pengamatan langsung pada saat penelitian. Hasil pencatatan data dimasukkan kedalam tabel perhitungan. Berikut langkahlangkah mengolah data :

70 55 a. Memasukan data yang diperoleh dari hasil pengujian ke dalam tabel seperti Tabel 3.1. Hitung rata-rata dari tiga percobaan untuk setiap variasinya. b. Menggunakan data hasil rata-rata yang diperoleh untuk menggambarkan siklus kompresi uap pada P-h diagram, sesuai dengan refrigeran yang digunakan. c. Mendapatkan nilai entalpi h 1, h 2, h 3 dah h 4 dari siklus kompresi uap pada P-h diagram. d. Setelah entalpi diketahui, entalpi digunakan untuk mengetahui karakteristik dari mesin siklus kompresi uap dengan cara menghitung kalor yang dilepas oleh kondensor (Q out ) menggunakan Persamaan (2.2), kalor yang diserap oleh evaporator (Q in ) menggunakan Persamaan (2.3), kerja yang dilakukan oleh kompresor (W in ) menggunakan Persamaan (2.1), COP aktual menggunakan Persamaan (2.4), COP ideal menggunakan Persamaan (2.5) dan efisiensi dari mesin siklus kompresi uap menggunakan Persamaan (2.6). e. Mencari nilai kelembaban spesifik udara setelah melewati humidifier (W a ) serta nilai kelembaban spesifik udara setelah melewati evaporator (W b ) dengan menggunakan psychrometric chart. f. Setelah diketahui nilai kelembaban spesifik udara setelah melewati humidifier (W a ) serta nilai kelembaban spesifik udara setelah melewati evaporator (W b ), kemudian menghitung kandungan uap air yang berhasil ditambahkan (ΔW) untuk setiap variasi. Untuk menghitung kandungan uap air yang berhasil ditambahkan (ΔW) digunakan Persamaan (2.10). g. Menghitung laju aliran volume air yang berhasil diembunkan ( V air ) untuk setiap variasi percobaan menggunakan Persamaan (2.9). h. Setelah diketahui laju aliran volume air yang berhasil diembunkan ( V air ), kemudian menghitung laju aliran massa udara saat proses pengembunan terjadi ( m (2.11). udara ) untuk setiap variasi percobaan menggunakan Persamaan i. Kemudian mencari debit aliran udara (Q) untuk setiap variasi percobaan dengan menggunakan Persamaan (2.12).

71 56 j. Untuk memudahkan pembahasan, hasil-hasil dari proses menghasilkan air aki ditampilkan dalam bentuk grafik. Pembahasan terhadap grafik, dilakukan dengan mengacu pada tujuan penelitian Cara Mendapatkan Kesimpulan Kesimpulan didapatkan dari hasil pengolahan data. Dengan pengolahan data dapat dilakukan pembahasan terhadap hasil-hasil penelitian. Untuk mempermudah pembahasan, hasil pengolahan data ditampilkan dalam bentuk grafik. Pembahasan dilakukan dengan berdasarkan tujuan penelitian. Kesimpulan diambil dari intisari hasil-hasil pembahasan dan sesuai dengan tujuan penelitian.

72 BAB IV HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian Hasil yang didapatkan dalam penelitian mesin penghasil air aki menggunakan mesin siklus kompresi uap dengan variasi kecepatan kipas pada bagian humidifier meliputi: suhu kerja kondensor (T 1 ), suhu udara setelah melewati kondensor (T 2 ), suhu kerja evaporator (T 3 ), suhu udara setelah melewati evaporator (T 4 ), suhu udara kering setelah proses humidifikasi (T db ), suhu udara basah setelah proses humidifikasi (T wb ) dan jumlah air yang dihasilkan. Pengujian dilakukan dengan 3 kali percobaan untuk setiap variasi kecepatan kipas, yaitu kecepatan kipas 1 (1,28 m/s), kecepatan kipas maksimal (1,62 m/s) dan kipas off. Kemudian dihitung hasil rata-ratanya. Hasil rata-rata disajikan pada Tabel 4.1 s/d Tabel 4.3. Tabel 4.1 Data hasil rata-rata penelitian kipas pada humidifier off Hasil Waktu T 1 T 2 T 3 T 4 T db T wb No air aki (menit) ( o C) ( o C) ( o C) ( o C) ( o C) ( o C) (liter) ,53 48,13 23,10 25,80 37,3 29, ,10 49,17 23,83 26,47 39,3 30,2 0, ,93 49,77 24,10 26,97 39,7 30,5 0, ,33 50,10 24,33 27,30 40,2 30,8 0, ,27 24,33 27,57 40,5 31,3 0, ,30 50,60 24,53 27, ,5 1, ,40 50,97 24,60 27,97 41,2 31,5 1, ,63 50,73 24,67 28,10 41,2 31,5 1, ,80 50,90 24,77 28,30 41,3 31,7 1, ,13 50,93 25,30 28,33 41,3 32 1, ,70 51,40 24,75 28,50 41,8 32,2 2, ,65 51,30 24,70 28, ,2 2, ,75 51,75 24,90 28,95 42,2 32,2 2,57 Rata-rata 65,02 50,46 24,46 27,76 40,69 31,30 Rata-rata air aki yang dihasilkan per jam 1,28 57

73 58 Tabel 4.2 Data hasil rata-rata penelitian dengan kipas pada humidifier kecepatan 1 No Waktu T 1 T 2 T 3 T 4 T db T wb Hasil air aki (menit) ( o C) ( o C) ( o C) ( o C) ( o C) ( o C) (liter) ,93 47,03 22,37 25,17 37,7 29, ,73 48,37 22,90 25,83 39,5 29,8 0, ,47 48,80 23,23 26,37 40,2 30,3 0, ,93 49,13 23,37 26,53 40,5 30,5 0, ,07 49,20 23,37 26,73 40,8 30,8 0, ,37 49,57 23,67 26,87 40,8 30,8 1, ,63 50,03 23,60 27,17 40,8 31 1, ,63 49,80 23,97 27, ,2 1, ,77 50,13 24,07 27,43 41,2 31,2 1, ,33 50,10 24,20 27,33 41,2 31,3 2, ,70 50,03 24,13 27,37 41,3 31,3 2, ,87 50,10 24,13 27,37 41,3 31,3 2, ,07 50,23 24,07 27,47 41,5 31,5 2,69 Rata-rata 64,96 49,43 23,62 26,84 40,60 30,79 Rata-rata air aki yang dihasilkan per jam 1,35 Tabel 4.3 Data hasil rata-rata penelitian dengan kipas pada humidifier kecepatan No maksimal Waktu T 1 T 2 T 3 T 4 T db T wb Hasil air aki (menit) ( o C) ( o C) ( o C) ( o C) ( o C) ( o C) (liter) ,83 43,47 18,83 21,13 33,7 25, ,70 45,10 19,93 22,20 35,3 26,8 0, ,53 46,27 20, ,3 27,7 0, ,77 47,20 20,97 23,93 37,3 28,3 0, ,40 47,40 21,27 24,57 38,3 29 0, ,23 48,17 21,93 25,13 38,8 29,3 1, ,70 48, ,50 39,3 29,7 1, ,70 49,35 22,75 26,05 39,5 30 1, ,10 49, , ,2 1, ,05 50,10 23,15 26,70 40,5 30,5 2, , ,15 26, ,7 2, ,45 50,20 23,20 27, ,7 2,60

74 59 Tabel 4.4 Lanjutan data hasil rata-rata penelitian dengan kipas pada humidifier kecepatan maksimal Hasil Waktu T 1 T 2 T 3 T 4 T db T wb No air aki (menit) ( o C) ( o C) ( o C) ( o C) ( o C) ( o C) (liter) ,60 50,40 23,50 27,35 41,2 31 2,83 Rata-rata 62,89 48,18 21,86 25,07 38,65 29,22 Rata-rata air aki yang dihasilkan per jam 1, Perhitungan Diagram P-h digunakan untuk menganalisa unjuk kerja mesin siklus kompresi uap yang digunakan. Psychrometric chart digunakan untuk menganalisa proses yang terjadi pada udara saat mesin beroperasi menghasilkan air aki. a. Perhitungan-perhitungan pada mesin siklus kompresi uap Perhitungan-perhitungan pada mesin siklus kompresi uap dilakukan dengan menghitung unjuk kerja pada mesin sebagai mesin pendingin standar sebelum digunakan sebagai mesin penghasil air aki. Sehingga, untuk menghitung unjuk kerja mesin siklus kompresi uap, menggunakan data yang tertera pada name plate mesin yaitu, tekanan sisi tinggi sebesar kpa, tekanan sisi redah kpa, arus listrik 4,6 A dan daya masukan sebesar 950 watt. Tekanan yang pada name plate ditambahkan dengan tekanan atmosfer sehingga didapatkan tekanan sisi tinggi sebesar 3.201,3 kpa dan tekanan sisi rendah sebesar 1.756,3 kpa. Kemudian menggambarkan pada P-h diagram untuk mendapatkan suhu kerja kondensor (T c ) dan suhu kerja evaporator (T e ), serta nilai entalpi h 1, h 2, h 3 dan h 4. Siklus kompresi uap dianggap siklus ideal, tidak ada proses pendinginan lanjut dan tidak ada proses pemanasan lanjut. Gambar 4.1 menyajikan siklus kompresi uap pada mesin yang digunakan.

75 Gambar 4.1 Siklus kompresi uap pada mesin siklus kompresi uap yang digunakan PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 60

76 61 Dari Gambar 4.1 dapat diketahui suhu kerja kondensor (T c ) sebesar 52 o C (325,15 K), suhu kerja evaporator (T e ) sebesar 24 o C (297,15 K), nilai entalpi h 1 sebesar 429 kj/kg, nilai entalpi h 2 sebesar 447 kj/kg, nilai entalpi h 3 sama dengan nilai entalpi h 4 sebesar 292 kj/kg. Setelah mendapatkan nilai T e, T c, h 1, h 2, h 3 dan h 4, maka dapat dihitung unjuk kerja mesin pendingin per satuan massa refrigeran, energi kalor yang dilepaskan kondensor, energi kalor yang diserap evaporator, COP aktual, COP ideal dan efisiensi. 1. Kerja kompresor (W in ) Kerja kompresor persatuan massa refrigeran merupakan perubahan entalpi pada diagram P-h titik 1-2 di Gambar 4.1 dapat dihitung menggunakan Persamaan (2.1). Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (W in ) adalah nilai entalpi refrigeran saat keluar kompresor (h 2 ) dikurangi nilai entalpi refrigeran saat masuk kompresor (h 1 ). Perhitungan kerja kompresor sebagai berikut: W in = h 2 h 1 = 447 kj/kg 429 kj/kg = 18 kj/kg 2. Energi kalor yang dilepaskan oleh kondensor (Q out ) Energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepaskan oleh kondensor merupakan perubahan entalpi pada titik 2 ke 3 (lihat Gambar 4.1), perubahan tersebut dapat dihitung dengan Persamaan (2.2). Energi kalor yang dilepaskan kondensor persatuan massa refrigeran (Q out ) adalah nilai entalpi refrigeran saat masuk kondensor (h 2 ) dikurangi nilai entalpi refrigeran keluar kondensor (h 3 ). Perhitungan energi kalor yang dilepaskan oleh kondensor sebagai berikut: Q out = h 2 h 3 = 447 kj/kg 292 kj/kg = 155 kj/kg 3. Energi kalor yang diserap oleh evaporator (Q in ) Energi kalor yang diserap oleh evaporator persatuan massa refrigeran merupakan perubahan entalpi pada titik 4 ke 1 (lihat Gambar 4.1), perubahan

77 62 entalpi tersebut dapat dihitung dengan Persamaan (2.3). Energi kalor yang diserap oleh evaporator persatuan massa refrigeran (Q in ) adalah nilai entalpi refrigeran saat keluar evaporator atau sama dengan nilai entalpi pada saat masuk kompresor (h 1 ) dikurangi nilai entalpi refrigeran saat masuk evaporator atau sama dengan nilai entalpi saat keluar dari pipa kapiler (h 4 =h 3 ). Perhitungan energi kalor yang diserap oleh evaporator sebagai berikut: Q in = h 1 h 3 = h 1 h 4 = 429 kj/kg 292 kj/kg = 137 kj/kg 4. Coefficient of performance aktual (COP aktual ) Coefficient of Performance aktual dapat dihitung dengan Persamaan (2.4). Coefficient of Performance aktual adalah energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Q in ) dibagi kerja kompresor persatuan massa refrigeran (W in ). Perhitungan Coefficient of Performance aktual sebagai berikut: COP aktual Q W in in 137 kj / kg 18 kj / kg 7,61 5. Coefficient of performance ideal (COP ideal ) Coefficient of Performance ideal dapat dihitung dengan Persamaan (2.5). Coefficient Of Performance maksimum yang dapat dicapai mesin siklus kompresi uap (COP ideal ) adalah suhu mutlak evaporator (T e ) dibagi hasil pengurangan suhu mutlak kondensor (T c ) dengan suhu mutlak evaporator (T e ). Perhitungan coefficient of performance ideal sebagai berikut:

78 63 COP ideal Te Tc Te 297,15 K 325,15 K 297,15 K = 10,61 6. Efisiensi mesin siklus kompresi uap ( ) Efisiensi mesin siklus kompresi uap dapat dihitung dengan Persamaan (2.6). Efisiensi mesin siklus kompresi uap ( ) adalah Coefficient Of Performance aktual mesin kompresi uap (COP aktual ) dibagi Coefficient Of Performance ideal mesin kompresi uap (COP ideal ) dikali 100%. Perhitungan efisiensi sebagai berikut: COPaktual 100% COP ideal 7,61 100% 10,61 = 71,72% b. Kelembaban relatif udara setelah melewati humidifier (RH A ) dan kelembaban relatif udara sebelum melewati humidifier (RH D ). Kelembaban relatif udara setelah melewati humidifier (RH A ) dapat diketahui dari garis kelembaban relatif di titik A dan kelembaban relatif udara sebelum melewati humidifier (RH D ) dapat diketahui dari garis kelembaban relatif di titik D. c. Kelembaban spesifik udara setelah melewati humidifier (W a ) dan kelembaban spesifik udara setelah melewati evaporator (W b ). Kelembaban spesifik udara setelah melewati humidifier (W a ) dan kelembaban spesifik udara setelah melewati evaporator (W b ) bisa diperoleh dengan psychrometric chart. Kelembaban spesifik udara setelah melewati humidifier (W a ) dapat diketahui melalui garis kelembaban spesifik di titik A. Kelembaban spesifik udara setelah melewati evaporator (W b ) dapat diketahui melalui garis kembaban

79 64 spesifik di titik C. Sebagai contoh menentukan kelembaban spesifik udara setelah melewati humidifier (W a ) dan kelembaban spesifik udara setelah melewati evaporator (W b ) untuk kipas pada humidifier kecepatan maksimal adalah sebagai berikut:

80 Gambar 4.2 Psychrometric chart variasi kipas kecepatan maksimal 65

81 66 d. Menghitung kandungan uap air yang berhasil ditambahkan (ΔW). Kandungan uap air yang berhasil ditambahkan (ΔW) dapat dihitung menggunakan Persamaan Kandungan uap air yang berhasil ditambahkan (ΔW) adalah kelembaban spesifik udara setelah melewati humidifier (W a ) dikurangi kelembaban spesifik udara setelah melewati evaporator (W b ). Sebagai contoh perhitungan massa air yang berhasil diembunkan oleh evaporator (ΔW) untuk kipas pada humidifier kecepatan maksimal adalah sebagai berikut: ΔW = W a - W b = 0,0223 kg air /kg udara 0,0201 kg air /kg udara = 0,0022 kg air /kg udara e. Menghitung laju aliran volume air yang berhasil diembunkan ( V air ). Laju aliran volume air yang berhasil diembunkan ( V air ) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.9. Laju aliran volume air yang berhasil diembunkan ( V air ) adalah jumlah air yang dihasilkan ( V air ) dibagi selang waktu yang dibutuhkan ( t ). Sebagai contoh perhitungan laju aliran volume air yang behasil diembunkan oleh evaporator ( V air ) untuk kipas pada humidifier kecepatan maksimal adalah sebagai berikut: V air = = V air t 2,83 liter 2 jam = 1,414 liter/jam f. Menghitung laju aliran massa udara saat proses pengembunan terjadi ( m udara). Laju aliran massa udara saat proses pengembunan terjadi ( m udara ) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan Laju aliran massa udara saat proses pengembunan ( m udara) adalah laju aliran massa air ( m air ) dibagi kandungan uap air yang berhasil ditambahkan (ΔW). Sebagai contoh perhitungan

82 67 laju aliran massa udara saat proses pengembunan terjadi ( m humidifier kecepatan maksimal adalah sebagai berikut: m udara = m air mair / t W W 1,41 kgair / jam = 3600 s 0,0022 kg / kg air = 0,179 kg udara /s udara udara ) untuk kipas pada g. Menghitung debit aliran udara (Q udara ). Debit aliran udara (Q udara ) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan Debit aliran udara (Q udara ) adalah laju aliran massa udara saat proses pengembunan ( m udara) dibagi massa jenis udara ( udara) sebesar 1,2 kg/m 3. Sebagai contoh perhitungan debit aliran udara (Q udara ) untuk kipas pada humidifier kecepatan maksimal adalah sebagai berikut: Q udara = m udara udara 0,179kg / s udara = 3 1,2 kgudara / m = 0,149 m 3 /s Tabel 4.5 Data hasil perhitungan Variasi kipas maksimal (1,62 m/s) kipas kecepatan 1 (1,28 m/s) W a W b RH A RH D ΔW kg air /kg udara kg air /kg udara % % kg air /kg udara 0,0223 0, ,0022 0,0246 0, ,0020 kipas off 0,0254 0, ,0014

83 68 Tabel 4.6 Lanjutan data hasil perhitungan Variasi kipas maksimal (1,62 m/s) kipas kecepatan 1 (1,28 m/s) V air m udara Q udara liter/jam kg udara /s m 3 /s 1,41 0,179 0,149 1,35 0,187 0,156 kipas off 1,28 0,254 0, Pembahasan Mesin penghasil air aki dengan mempergunakan siklus kompresi uap yang dilengkapi dengan humidifier berhasil dirakit dan mesin dapat bekerja sesuai fungsinya. Kondisi udara memiliki kelembaban relatif sekitar 27% sebelum melewati pencurah air kemudian meningkat menjadi sekitar 52% setelah melewati pencurah air untuk kipas pada humidifier kecepatan maksimal. Kelembaban relatif sekitar 29% sebelum melewati pencurah air kemudian meningkat menjadi sekitar 51% setelah melewati pencurah air untuk kipas pada humidifier kecepatan satu. Kelembaban relatif sekitar 28% sebelum melewati pencurah air kemudian meningkat menjadi sekitar 52% setelah melewati pencurah air untuk kipas pada humidifier off. Rata-rata kondisi udara yang dihasilkan memiliki kelembaban relatif sekitar 28% sebelum melewati pencurah air dan meningkat hingga menjadi sekitar 50,67% setelah melewati pencurah air. Berdasarkan perhitungan siklus kompresi uap yang telah dilakukan dan mengacu pada data yang tertera di name plate mesin siklus kompresi uap, mesin siklus kompresi uap yang digunakan pada mesin penghasil air aki ini memiliki nilai COP ideal sebesar 10,6; nilai COP aktual sebesar 7,61 dan nilai efisiensi sebesar 71,72%.

84 Laju aliran volume air yang dihasilkan (liter/jam) Kipas kec. Maks (1,62 m/s) Kipas kec. 1 (1,28 m/s) Kipas off Gambar 4.3 Laju aliran volume air yang dihasilkan perjam Dilihat dari Gambar 4.3, laju aliran volume air yang dihasilkan memiliki nilai yang berbeda-beda untuk setiap variasi nya. Laju aliran volume air yang dihasilkan ( V air ) rata-rata, untuk kipas pada humidifier kecepatan maksimal (1,62 m/s) sebesar 1,41 liter/jam, untuk kipas pada humidifier kecepatan 1 (1,28 m/s) sebesar 1,35 liter/jam dan untuk kipas pada humidifier off sebesar 1,28 liter/jam. Maka, laju aliran volume air yang dihasilkan rata-rata adalah 1,35 liter/jam.

85 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Hasil penelitian yang telah dilakukan memberikan beberapa kesimpulan sebagai berikut: a. Mesin penghasil air aki dengan menggunakan siklus kompresi uap yang dilengkapi dengan humidifier berhasil dirakit dan mesin dapat bekerja sesuai fungsinya. Rata-rata kondisi udara yang dihasilkan memiliki kelembaban relatif sekitar 28% sebelum melalui proses humidifikasi dan meningkat hingga menjadi sekitar 50,67% setelah melalui proses humidifikasi. b. Mesin pendingin yang digunakan pada mesin penghasil air aki ini memiliki nilai COP ideal sebesar 10,6, nilai COP aktual sebesar 7,61. c. Nilai efisiensi dari mesin pendingin yang digunakan sebesar 71,72%. d. Mesin penghasil air aki dengan sistem kompresi uap yang dilengkapi dengan humidifier memiliki laju aliran volume air yang dihasilkan rata-rata, untuk kipas pada humidifier kecepatan maksimal (1,62 m/s) sebesar 1,41 liter/jam, untuk kipas pada humidifier kecepatan satu (1,28 m/s) sebesar 1,35 liter/jam dan untuk kipas pada humidifier off sebesar 1,28 liter/jam. 5.2 Saran Beberapa saran yang dapat dikemukakan, terkait dengan penelitian ini adalah: a. Pada penelitian selanjutnya, disarankan untuk menurunkan suhu kerja evaporator agar laju aliran air aki yang dihasilkan bertambah. b. Perlu adanya penelitian lebih lanjut mengenai disain mesin penghasil air aki agar sirkulasi udara pada kondensor lebih baik dan menghindari resiko over heat. 70

86 71 c. Pada penelitian selanjutnya, disarankan menambahkan jumlah lubang pada rangkaian humidifier agar kadar uap air yang ada di dalam udara semakin banyak. Pada akhirnya laju aliran air aki yang dihasilkan juga meningkat.

87 72 DAFTAR PUSTAKA Habeebullah, B.A., 2010, Performance Analysis Of A Combined Heat Pump- Dehumidifying System, Journal of Mechanical Engineering Department, Faculty of Engineering King Abdulaziz University. Hermawan, D. & Khudhori, M., 2015, Pemanfaatan Kolektor Surya Sebagai Energi Alternatif Desalinasi Air Laut Untuk Mengatasi Krisis Air Bersih, Jurnal Teknik Mesin, Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto. Istanto, T., 2012, Pengaruh Temperatur Udara Terhadap Unjuk Kerja Unit Desalinasi Surya Berbasis Pompa Kalor Dengan Menggunakan Proses Humidifikasi-Dehumidifikasi, Jurnal Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Istanto, T., Juwana, W.E., & Yaningsih, I., 2015, Pengaruh Penggunaan Refrigeran HCR-12, HFC-134a, dan HCR-134a Terhadap Unjuk Kerja Unit Desalinasi Bebasis Pompa Kalor Dengan Menggunakan Proses Humidifikasi Dan Dehumidifikasi, Jurnal Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Prabowo, A., 2017, Mesin Pengering Pakaian Sistem Tertutup Dengan Menggunakan Daya Listrik 1122 Watt, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta, 11-14, Renaldi, E., 2015, Mesin Pengering Pakaian Sistem Terbuka Dengan Debit Aliran Udara 0,032 m 3 /s, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta, Yaningsih, I. & Istanto, T., 2014, Studi Eksperimental Pengaruh Laju Aliran Massa Udara Terhadap Produktivitas Air Tawar Unit Desalinasi Berbasis Pompa Kalor Dengan Menggunakan Proses Humidifikasi Dan Dehumidifikasi, Jurnal Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

88 73 LAMPIRAN A. Mesin penghasil air aki Gambar A.1 Mesin penghasil air aki

89 Gambar B.1 Psychrometric chart kipas pada humidifier kecepatan maksimal 74 B. Contoh gambar psychrometric chart

90 Gambar B.2 Psychrometric chart kipas pada humidifier kecepatan satu 75

91 Gambar B.3 Psychrometric chart kipas pada humidifier off 76

92 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 77 Gambar C.1 P-h diagram mesin siklus kompresi uap yang digunakan C. Contoh gambar P-h diagram