AIR COOLER DENGAN MEMPERGUNAKAN AIR YANG DIDINGINKAN MESIN PENDINGIN

Transkripsi

1 AIR COOLER DENGAN MEMPERGUNAKAN AIR YANG DIDINGINKAN MESIN PENDINGIN SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Mesin Diajukan oleh : Jerry Gustaaf Talarima NIM : PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2016 i

2 WATER COOLER USING WATER COOLED COOLING MACHINE FINAL PROJECT As partial fulfillment of the requirement to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering by Jerry Gustaaf Talarima Student Number : MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2016 ii

3 iii

4 iv

5 v

6 ABSTRAK Pada zaman sekarang ini kenyamanan menjadi suatu tuntutan hidup. Kenyamanan di dalam beraktivitas didapatkan dengan tersedianya lingkungan yang bersih, sejuk, dan bebas polusi. Tujuan dari penelitian ini adalah memodifikasi air cooler yang ada di pasaran dengan menggunakan air yang didinginkan mesin pendingin, mengetahui karakteristik dari air cooler dan mengetahui peningkatan efisiensi dari air cooler tersebut. Variasi penelitian dilakukan terhadap kondisi fluida air cooler dengan air cooler menggunakan fluida air yang didinginkan mesin pendingin dan air cooler menggunakan air biasa. Pengambilan data dilakukan pada setiap kecepatan setiap 15 menit sebanyak 2 data. Dari penelitian didapatkan (a) Air Cooler dimodifikasi dengan baik Sehingga dapat bersaing dengan air cooler yang ada di pasaran. (b) Karakteristik dari air cooler yang dibuat dengan 2 variasi penelitian kondisi udara mendapatkan hasil efisiensi terbaik dari air cooler menggunakan air yang didinginkan mesin pendingin, meliputi : Kondisi udara kering masuk T dbout = 29,50, kondisi udara basah masuk T wbin = 24,50, kondisi udara kering keluar T wbout = 25,40, kondisi udara basah keluar T wbout = 23,50, dan dengan efisiensi (η) = 74,55% Kata kunci: pendingin, evaporative cooler, air cooler vi

7 vii

8 KATA PENGANTAR Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, atas segala rahmat dan anugerah-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini merupakan salah satu syarat mendapatkan gelar Sarjana Teknik di Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma. Skripsi ini membahas mengenai modifikasi dan efisiensi air cooler yang dapat dijadikan refrensi untuk penggunaan air cooler dalam kehidupan sehari hari dengan harga yang terjangkau dan perawatan yang mudah. Penulis menyadari bahwa penyusunan skrispi ini melibatkan banyak pihak. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Sudi Mungkasi, Ph. D., Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta, sekaligus sebagai Dosen Pembimbing Skripsi. 3. Ir. Rines, M.T., Dosen Pembimbing Akademik. 4. Frengky Charles Talarima dan Ellen Talarima selaku orang tua yang memberikan motivasi dan semangat paling kuat serta membiayai penulis dalam menyelesaikan kuliah dan skripsi ini. 5. Charly Billy Talarima, Hendrico Paul Talarima dan Claudia Anatasya Serafim Talarima sebagai kakak kandung dan adek kandung penulis. 6. Anastasya Puji Astuti, Vinna Marcelia Tamaela, Yosep Dwi Nugroho dan Yohanes Ragil sebagai teman seperjuangan sekaligus teman dekat penulis. 7. Tiara Erlina Ngili sebagai kekasih yang selalu memberikan semangat dan motivasi penulis selama ini. 8. Alex Christian Ngili dan Herlince Erni Ngili Radja yang selalu memberikan semangat dan motivasi penulis selama ini. 9. Teman temankos, Bikers HTCI dan teman gereja yang selalu memberikan penghiburan penulis. viii

9 ix

10 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... TITLE PAGE... HALAMAN PENGESAHAN... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PERNYATAAN... ABSTRAK... HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI... KATAPENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTARGAMBAR... i ii iii Iv V Vi Vii Viii X Xiii Xvii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian... 4 BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA Dasar teori Air Cooler (Evaporative Cooler) Tipe Desain Air Cooler (Evaporative Cooler) Bagian-Bagian Air cooler Komponen Utama Mesin Pendingin Siklus Kompresi Uap Pendinginan Evaporative Sifat-sifat Udara Basah Temperatur Bola Kering (dry bulb temperature) (db) Temperatur Bola Basah (wet bulb temperature) (wb) Kelembaban Spesifik (spesifik humidity) (w) Kelembaban Relatif (relatife humidity) (RH) Temperature Dew - point (Ta) Volume Spesifik (v) Entalpi Udara (h) Psychrometric Chart x

11 2.1.5 Efisiensi Pendinginan Evaporative Faktor Pertimbangan Dalam Pemilihan Sistem Penyegaran Udara Tinjauan Pustaka BAB III PEMBUATAN ALAT Persiapan Komponen Utama Komponen Utama Mesin Pendingin Sarana dan Alat yang digunakan Langkah langkah Pembuatan mesin Air Cooler Cara Kerja Air Cooler Pengujian Alat Air Cooler BAB IV METODOLOGI PENELITIAN Objek Penelitian Skematis Pengujian Variasi Penelitian Peralatan Pengujian CaraMemperoleh Data Cara Mengolah Data Cara Menyimpulkan BAB V HASIL PENGUJIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN Hasil Pengujian Pengujian Air Cooler Dengan Menggunakan Air Yang Didinginkan Mesin Pendingin Pengujian Air Cooler Dengan Menggunakan Air Biasa Pengujian Air Cooler Dengan Air Yang Didinginkan Mesin Pendingin Dengan Kondisi Udara Masuk Di Kondisikan Bersuhu Tinggi Pengujian Air Cooler Dengan Menggunakan Mesin Pengering Dengan Air Biasa Perhitungan Perhitungan Efisiensi Air Cooler Dengan Menggunakan Air Yang Didinginkan Mesin Pendingin Perhitungan Efisiensi Air Cooler Dengan Menggunkan Air Biasa Perhitungan Efisiensi Air Cooler Dengan Menggunkan Mesin Pengering Dengan Air Yang Didinginkan Mesin Pendingin Perhitungan Efisiensi Air Cooler Dengan Menggunakan Mesin Pengering Dengan Air Biasa xi

12 5.2.5 Perhitungan Air Cooler Analisa Data Pengaruh Kecepatan Aliran Udara Terhadap 63 Efisiensi Air Cooler Pengaruh Kecepatan Aliran Udara Terhadap Efisiensi Air Cooler Pengaruh Kecepatan Aliran Udara Terhadap Efisiensi Air Cooler Membandingkan Air Yang Didinginkan Mesin Pendingin Dengan Air Biasa Pengaruh Kecepatan Aliran Udara Terhadap Pengaruh Kecepatan Udara Terhadap Efisiensi Air Cooler.. 82 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTARPUSTAKA xii

13 DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 5.1 Tabel 5.2 Tabel 5.3 Tabel 5.4 Tabel 5.5 Tabel 5.6 Tabel 5.7 Tabel 5.8 Tabel 5.9 Tabel 5.10 Tabel 5.11 Tabel 5.12 Tabel 5.13 Tabel 5.14 Data hasil penelitian untuk berbagai kondisi air cooler dan kondisi kecepatan udara Low Data hasil penelitian untuk berbagai kondisi air cooler dan kondisi kecepatan udara Medium Data hasil penelitian untuk berbagai kondisi air cooler dan kondisi kecepatan udara High Hasil pengujian menggunakan air yang didinginkan mesin pendingin kecepatan kipas Low Hasil pengujian menggunkan air yang didinginkan mesin pendingin kecepatan kipas Medium Hasil pengujian menggunkan air yang didinginkan mesin pendingin air, kecepatan kipas High Hasil pengujian menggunakan air biasa kecepatan kipas Low Hasil pengujian menggunkan air biasa kecepatan kipas Medium Hasil pengujian menggunkan air biasa kecepatan kipas High Hasil pengujian menggunkan mesin pengering dengan air yang Didinginkan mesin pendingin kecepatan kipas Low Hasil pengujian menggunkan mesin pengering dengan air yang Didinginkan mesin pendingin kecepatan kipas Medium Hasil pengujian menggunkan mesin pengering dengan air yang Yang didinginkan mesin pendingin kecepatan kipas High Hasil pengujian menggunakan mesin pengering dengan air biasa kecepatan kipas Low Hasil pengujian menggunakan mesin pengering dengan air biasa kecepatan kipas Medium Hasil pengujian menggunakan mesin pengering dengan air biasa kecepatan kipas High Hasil perhitungan menggunakan air yang didinginkan mesin Mesin pendingin kecepatan kipas Low Hasil perhitungan menggunakan air yang didinginkan mesin xiii

14 Tabel 5.15 Tabel 5.16 Tabel 5.17 Tabel 5.18 Tabel 5.19 Tabel 5.20 Tabel 5.21 Tabel 5.22 Tabel 5.23 Tabel 5.24 kecepatan kipas Medium Hasil perhitungan menggunakan air yang didinginkan mesin kecepatan kipas High Hasi lperhitungan menggunakan air biasa, kecepatan kipas Low Hasil perhitungan menggunakan air biasa, kecepatan kipas Medium Hasil perhitungan menggunakan air biasa kecepatan kipas High Hasil penghitungan menggunakan mesin pengering dengan air yang Didinginkan mesin pendingin, kecepatan kipas Low Hasil penghitungan menggunakan mesin pengering dengan air yang Didinginkan mesin pendingin, kecepatan kipas Medium Hasil penghitungan menggunakan mesin pengering dengan air yang Didinginkan mesin pendingin, kecepatan kipas High Hasil penghitungan menggunakan mesin pengering dengan air biasa Kecepatan kipas Low Hasil penghitungan menggunakan mesin pengering dengan air biasa Kecepatan kipas Medium Hasil penghitungan menggunakan mesin pengering dengan air biasa Kecepatan kipas High xiv

15 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Direct evaporative cooling... 7 Gambar 2.2 Indiract evaporative cooling... 8 Gambar 2.3 Casing air cooler... 9 Gambar 2.4 Blower atau fan... 9 Gambar 2.5 Cooling pad Gambar 2.6 Pompa air Gambar 2.7 Filter Gambar 2.8 Water distribution line Gambar 2.9 Evaporator Gambar 2.10 Kompresor hermetic 14 Gambar 2.11 Kondensor Gambar 2.12 Pipakapiler Gambar 2.13 Filter Gambar 2.14 Skematik mesin pendingin siklus kompresi uap.. 17 Gambar 2.15 Diagram P-h siklus kompresi uap.. 17 Gambar 2.16 Diagram T-s siklus kompresi uap 18 Gambar 2.17 Proses pendinginan evaporative Gambar 2.18 Rangka diagram psikometrik. 28 Gambar 2.19 Delapan proses thermodinamika dasar Gambar 3.1 Rumah atau Casing Gambar 3.2 Blower atau fan. 38 Gambar 3.3 Cooling Pad Gambar 3.4 Pompa aquarium Gambar 3.5 Water Distribution Line Gambar 3.6 Selang pompa aquarium Gambar 3.7 Filter udara Gambar 3.8 Kompresor Gambar 3.9 Kondenser Gambar 3.10 Pipakapiler Gambar 3.11 Evaporator Gambar 3.12 Filter Gambar 3.13 Obeng dan Gunting Gambar 3.14 Cutter dan Stopwatch Gambar 3.15 Termometer dan Termocopel Gambar 3.16 Pompa aquarium 12 wat Gambar 3.17 Selang aquarium Gambar 4.1 Skema rangkaian alat Gambar 4.2 (a) Termometer bola kering dan (b) termometer bola basah xv

16 Gambar 4.3 Roll kabel listrik Gambar 4.4 Termokopel dan penampil suhu digital Gambar 4.5 Kalkulator 55 Gambar 4.6 Alat tulis.. 56 Gambar 4.7 Stop watch Gambar 4.8 Anemometer. 57 xvi

17 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada zaman sekarang ini kenyamanan didalam beraktivitas merupakan salah satu tuntutan kebutuhan hidup hampir semua manusia.tidak hanya orangorang yang berkucukupan yang memerlukan, tetapi juga parapelajar agar dapat belajar dengan baik, dan para karyawan agar dapat memaksimalkan hasil kerja.setiap rumah hunian juga memerlukan kenyamanan untuk menjaga kenyaman beraktivitas bersama keluarga.kenyamanan di dalam beraktivitas dapat dicapai dengan tersedianya lingkungan yang bersih, sejuk, dan bebas dari polusi.tentu keadaan yang seperti ini sudah sangat jarang ditemukan di lingkungan tempat tinggal kita, khususnya daerah perkotaan yang memiliki kualitas udara buruk/kotor. Udara kotor dapat disebabkan karena adanya berbagai macam polusi udara. Polusi udara ini dapat disebabkan dari berbagai macam sumber, yaitu asap knalpot kendaraan bermotor, asap rokok, asap dari pabrik-pabrik yang beroperasi, asap pembakaran sampah, bakteri/virus, bau keringat manusia. Berbagai macam upaya telah dilakukan manusia untuk mengurangi udara panas dan kotor, contoh yang banyak digunalan adalah AC (Air Conditioner) danair cooler. AC (Air Conditioner) bekerja dengan cara mensirkulasikan udara dalam satu ruangan melewati bagian evaporator yang terdiri dari pipa-pipa dan sirip-sirip pendingin dimana gas pendingin (freon) mengalir. AC (Air Conditioner) sangatmudah didapatkan di toko-toko elektronik, dan udara dingin yang 1

18 dihasilkan bervariatif sesuai kebutuhan. Namun AC (Air Conditioner) mempunyai beberapa kekurangan yang cukup merugikan yaitu selain memerlukan daya listrik yang besar penggunaan freon sebagai cairan pendingin sangat merusak lingkungan karena mengikis lapisan ozon yang juga sebagai salah satu penyumbang terbesar pemanasan global yang saat ini sudah mulai dirasakan dampaknya. Jika dibandingkan dengan air cooler maka semua kekurangan dari AC (Air Conditioner) dapat diatasi karena air cooler selain hanya membutuhkan daya yang kecil juga lebih ramah lingkungan. Prinsip kerja air cooler hampir sama dengan AC (Air Conditioner) tetapi udara dilewatkan pada suatu ruangan melewati suatu pad dimana pad berfungsi sebagai tempat mengalir air yang nantinya akan menghasilkan udara dingin dan sekaligus sebagai penyaring udara kotor. Pendingin udara ini bekerja dengan cara mensirkulasikan air secara terus menerus dan menjadikan air dari aliran air menjadi butira butiran air yang kemudian menguap untuk menurunkan temperature udara air cooler lebih menguntungkan dibandingkan AC (Air Conditioner). Adapun keuntungannya adalah lebih ramah lingkungan karena mempergunakan cairan pendingin air, mudah perawatannya dan Penggunaan daya listrik yang jauh lebih rendah karena hanya menggunakan kipas angin dan pompa dibandingkan dengan Air Conditioner (70watt 80watt). Sedangkan Air Conditioner untuk yang 1/2 PK saja butuh daya hingga 260 watt watt.perawatan yang cenderung lebih mudah dan murah, cukup dengan bermodalkan sikat gigi yang dibasahi air untuk membersihkan filter udaranya, dan untuk kisi-kisi airnya hanya perlu dibersihkan dengan menyemprotkan air keran 2

19 secara merata tanpa perlu penggunaan cairan pembersih.dilihat dari segi ekonomipun air cooler lebih murah dibandingkan dengan AC (Air Conditioner). Kerugian dari penggunaan air cooler adalah pendinginan udaranya bersifat lokal, lebih ribet karena harus mengisi air dan membekukan ice pack. Berdasarkan latar belakang di atas, penulis tertarik untuk melakukan penelitian tantang air cooler. Tujuan penelitian untuk mendapatkan suhu penurunan udara dinginyang dihasilkan Rumusan Masalah Air cooler yang berada di pasaran masih dimungkinkan untuk dinaikkan nilai efisiensinya atau masih dimungkinkan untuk diturunkan suhu udara keluar dari air cooler. Bagaimana menemukan salah satu solusi untuk meningkatkan efisiensi air cooler yang ada di pasaran? 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah: a. Merancang dan membuat Air Cooler yang mempergunakan air yang didinginkan mesin pendingin. b. Mengetahui beberapa karateristik Air Cooler yang meliputi: 1.Kondisi udara keluar dari Air Cooler, untuk berbagai kondisi 2. Efisiensi mesin air cooler, untuk berbagai kondisi kecepatan high, kecepatan medium dan kecepatan low 3

20 1.4Batasan masalah Batasan masalah yang diambil dalam pembuatan penelitian alat: a. Air cooler yang dipergunakan, memakai salah satu air cooler standar yang ada di pasaran. b. Air cooler bekerja dengan menggunakan air yang didinginkan oleh mesin pendingin. c. Mesin pendingin bekerja dengan siklus kompresi uap. d. Kompresor mesin pendingin memiliki daya ½ PK, dengan jenis kompresor hermetic, seperti yang ada di pasaran. e. Panjang pipa kapiler dari mesin pendingin 150 cm dengan diameter 0,028 inci ( 0,71 mm ) dari bahan tembaga. f. Evaporator dan kondensor mempergunakan evaporator dan kondensor standar, sesuai dengan besarnya daya kompresor. g. Ada 3 kecepatan udara yang dipergunakan di dalam variasi penelitian: kecepatan high, kecepatan medium dan kecepatan low 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat penelitian tentang peralatan air cooler ini adalah: a. Mempunyai pengetahuan dalam pembuatan air cooler yang dikombinasikan dengan mesin pendingin. b. Dapat dipakai sebagai contoh air cooler yang dipergunakan oleh kalangan masyarakat luas, dengan efisiensi yang lebih baik. c. Hasil penelitian dapat digunakan untuk menambah kasanah ilmu pengetahuan tentang air cooler yang dapat di tempatkan di perpustakaan 4

21 5

22 BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dasar Teori Air Cooler Air Cooler merupakan sebuah mesin pendingin yang menggunakan prinsip evaporative cooling. Pendinginan evaporative atau secara teknik disebut dengan pendinginan adiabatik adalah suatu proses pengkondisian udara yang dilakukan dengan membiarkan kontak langsung antara udara dengan uap air sehingga terjadi perubahan panas dari panas sensibel menjadi panas laten. Pada daerah yang beriklim panas dan kering seperti Amerika Serikat dan beberapa negara lain, penggunaan air cooler dapat dilihat pada sebagian atau seluruh bangunan yang ada pada daerah tersebut karena air cooler dapat mereduksi seperempat dari penggunaan energi refrigeran air conditioner Tipe Desain Air Cooler (Evaporative Cooler) A. Direct evaporative cooling Direct evaporative cooling merupakan suatu cara yang digunakan untuk mendinginkan udara dengan sangat sederhana. Sebuah unit pendingin menguapkan uap air secara mekanik dengan menggunakan kipas angin untuk menarik udara melalui membrane yang dibasahi, atau pad, yang menyediakan permukaan yang luas untuk penguapan air ke udara. Air disemprotkan di bagian atas pad sehingga dapat menetes ke dalam membran dan terus menjaga membran dalam keadaan basah. Setiap kelebihan air yang menetes keluar dari bagian bawah membrane dikumpulkan dalam bak penampungan air kemudian diedarkan 6

23 kembali ke atas.prinsip kerja evaporativecooling dapat dilihat pada Gambar 2.1. Udara dari luar (outdoor air) dialirkan secara paksa menggunakan supply fan melalui cooling pad yang dijaga tetap basah dengan cara mengalirkan air dari bagian atas cooling pad sehingga sebagian panas sensibel dari udara dipindahkan ke air dan menjadi panas laten yang menyebabkan suhu udara menjadi dingin. (Karpiscak, 1994, p.3) Gambar 2.1 Direct evaporative cooling B. Indirect evaporative cooling Indirect evaporative cooling merupakan proses mendinginkan tanpa meningkatkan kelembaban spesifik (w). Sistem indirect, lebih mahal dan mengkonsumsi energi yang lebih banyak jika dibandingkan dengan menggunakan sistem direct evaporative cooler.prinsip kerja dari sistem ini ditunjukkan pada Gambar 2.2.Supplay fan mengalirkan udara luar (outdor air) hingga bersentuhan dengan satu sisi permukaan heat exchanger yang dingin, yang didalamnya mengalir udara (secondary air) yang suhunya relatif rendah. Setelah terjadi 7

24 perpindahan panas antara udara yang mengalir di luar heat exchanger dengan udara yang berada di dalam melalui heat exchanger, udara yang di dalam suhunya menjadi naik dan pada saat bersamaan pada sisi lain heat exchanger bersentuhan dengan cooling pad sehingga terjadi proses direct evaporative cooling. (Karpiscak, 1994, p.3) Gambar 2.2.Indirect evaporative cooling Bagian-BagianAir cooler Air Cooler terdiri dari beberapa bagian antara lain: a. Rumah atau casing Bagian yang merupakan frame atau rangka dari sebuah air cooler dan berfungsi sebagai tempat melekatnya cooling pad, pompa, dan instalasi water distribution. 8

25 Gambar 2.3. Casing air cooler b. Blower atau fan Blower atau fan merupakan peralatan yang berfungsi mengalirkan udara luar dengan prinsip perbedaan tekanan yang terjadi pada inlet dan outlet. Untuk kapasitas mulai dari 1000 cm hingga 2000 cm digunakan fan tipe axial sedangkan untuk kapasitas 3000 cm keatas digunakan blower tipe aliran sentrifugal. Gambar 2.4. Blower atau fan 9

26 c. Cooling pad Cooling pad merupakan bagian yang berfungsi sebagai media pendingin. Umumnya cooling pad terbuat dari bahan fiberglass, serat selulosa, atau aspen wood fiber. Gambar 2.5. Cooling pad d. Pompa Pompa berfungsi mensirkulasi air dari water tank (tempat penampungan air). Pompa bekerja ketika udara dialirkan oleh fan melewati cooling pad dimana pompa mengalirkan air dari water tank ke bagian atas cooling pad. Gambar 2.6. Pompa 10

27 e. Filter Filter merupakan bagian yang berfungsi sebagai penyaring udara yang akan menyaring partikel debu. Gambar 2.7. Filter f. Water distribution line Water distribution line merupakan peralatan yang tepat terletak di bagian atas dari cooling pad. Peralatan ini berfungsi mendistribusikan air agar seluruh permukaan dari cooling pad dapat menerima aliran air sehingga seluruh permukaan dapat dijaga tetap basah (E-source, 1995) Gambar 2.8. Water distribution line 11

28 Komponen Utama Mesin Pendingin Komponen utama mesin pendingin kompresi uap terdiri dari beberapa komponen utama seperti: (a) evaporator, (b) kompresor, (c) kondenser dan (d) pipa kapiler. a. Evaporator Evaporator adalah bentuk pipa yang dikonstruksi sedemikian rupa. Fungsinya sebagai alat pendinginyang memiliki tekanan yang sangat rendah didalamnya.refrigeran cair yang berasal dari pipa kapiler atau keran ekspansi berubah wujudnya menjadi gas ketika memasuki evaporator.pipa evaporator ada yang terbuat dari bahan tembaga, besi, alumunium atau dari kuningan.namun kebanyakan terbuat dari alumanium dan besi. Gambar 2.9. Evaporato b. Kompresor Kompresor adalah suatu alat mekanis yang bertugas untuk mengisap uap refrigeran dari evaporator kemudian menekannya (mengkompres) sehingga suhu dan tekanan uap refrigeran tersebut menjadi lebih tinggi. Ada 3 macam kompresor yang biasa digunakan dalam mesin pendingin saat ini, yaitu kompresor torak, kompresor sentrifugal, dan kompresor rotary, selanjutnya dari macam macam kompresor tersebut dibagi dalam 3 kategori, 12

29 yaitu: Kompresor jenis terbuka, kompresor jenis hermatik, kompresor jenis semi hermatik. 1. Kompresor jenis terbuka (Open type compressor) Jenis kompresor ini terpisah dari tenaga penggeraknya, dan masing masing bergerak sendiri dalam keadaan terpisah.tenaga penggerak kompresor umumnya motor listrik. Salah satu ujung poros engkol dari kompresor menonjol keluar, sebuah puli dari luar dipasang pada ujung poros tersebut. Puli pada kompresor berfungsi sebagai roda gaya yang digunakan sebagai daun kipas untuk mendinginkan kondesor dan kompresor sendiri. Karena ujung poros keluar dari rumah kompresor, maka harus diberi pelapis agar refrigeran tidak bocor keluar. Keuntungan kompresor jenis terbuka: Putaran kompresor dapat diubah dengan cara mengganti diameter puli. Ketinggian minyak pelumas dapat diketahui dengan mudah. Jika terjadi kerusakan dapat dengan mudah diketahui dan melakukan penggantian komponen. 2. Kompresor jenis hermetik (Hermatic type compressor) Jenis kompresor yang motor penggeraknya dan kompresornya berada dalam satu rumahan yang tertutup. Motor penggerak langsung memutar poros dari kompresor sehingga putaran motor penggerak sama dengan kompresor. Keuntungan dari kompresor hermatik: Bentuknya kecil dan harganya relatif terjangkau. Tidak memakai tenaga penggerak dari luar sehingga tingkat kebisingan rendah. Tidak memakai sil pada porosnya, sehingga jarang terjadi kebocoran. 13

30 Tidak memerlukan ruang penempatan yang besar. Kerugian dari kompresor hermetik adalah: Ketinggian minyak pelumas kompresor susah diketahui. Kerusakan yang terjadi didalam kompresor sudah diketahui sebelum rumah kompresor dibuka. Digunakan pada mesin pendingin yang berkapasitas kecil. Gambar2.10. Kompresor hermetik 3. Kompresor jenis semi hermetik Kompresor semi hermetik adalah kompresor yang motor penggeraknya berada satu rumah dengan housing kompresor tapi tidak dilas sehingga masih bisa dibuka untuk perbaikan. c. Kondensor Kondensor adalah alat penukar kalor untuk mengubah wujud gas bahan pendingin pada suhu dan tekanan tinggi menjadi wujud cair.jenis kondensor yangbanyak digunakan pada teknologi saat ini adalah kondensor dengan pendingin udara.kondensor seperti ini memiliki bentuk yang sederhana dan tidak memerlukan perawatan khusus. Saat mesin pendingin bekerja, kondensor akan 14

31 terasa hangat bila dipegang.agar proses perubahan wujud yang diinginkan ini dapat terjadi, maka kalor atau panas yang ada dalam gas refrigeran yang bertekanan tinggi harus dibuang keluar dari sistem. Gambar Kondensor d. Pipa kapiler Pipa kapiler adalah suatu pipa pada mesin pendingin baik itu air conditioner, air cooler dll.pipa kapiler ini adalah pipa yang paling kecil jika di banding dengan pipa lainnya. Untuk pipa kapiler suatu mesin pendingin berukurandiameter 0,028 inci (0,71mm). Kerusakan pada pipa kapiler di mesin pendingin ini biasanya disebabkan karena pipa kapiler ini mengalami kebuntuan akibat kotoran yang masuk dan juga oli. Gas refrigeran yang keluar dari kompresor telah menjadi gas yang bertekanan kemudian mengalir melalu pipapipa kondensor dan melewati proses penyaringan di filter setelah itu baru menuju pipa kapiler. Penempatan pipa kapiler ini biasanya digulung untuk menghemat tempat dengan menggunakan mal kapasitor agar tidak rusak (digulung 15

32 melingkar).pipa kapiler berfungsi sebagai alat untuk menurunkan tekanan, merubah fase refrigeran dari cair menjadi fase campuran cair dan gas. Gambar Pipa kapiler Filter adalah alat yang mempunyai fungsi menyaring kotoran kotoran yang berbentuk padat yang terbawa refrigeran yang berasal dari sistem itu sendiri atau dari kotoran sisa pemotongan pipa tembaga pada proses pengelasan, dapat juga dari korosi saluran pipa. Filter dipasang pada daerah bertekanan tinggi pada ujung pipa kondensor yang menuju pipa kapiler dengan tujuan jika ada kotoran atau ada udara yang terjebak dalam siklus tersebut akan tersaring terlebih dahulu agar pipa kapiler tidak tersumbat. Gambar Filter 16

33 Siklus Kompresi Uap Gambar 2.13 menyajikan skematik mesin pendingin siklus kompresi uap. Gambar 2.14 dan Gambar 2.15 menyajikan proses siklus kompresi uap pada diagram P H dan diagram T S. Gambar Skematik mesin pendingin siklus kompresi uap Gambar 2.15 Diagram P-h siklus kompresi uap 17

34 Gambar Diagram T-s siklus kompresi uap Siklus kompresi uap pada Gambar 2.13, Gambar 2.14 dan Gambar 2.15 tersusun dari beberapa tahapan sebagai berikut: proses kompresi, proses pendinginan dengan penurunan suhu, proses kondensasi, proses pendinginan lanjut, proses ekspansi (proses penurunan tekanan), evaporasi, dan proses pemanasan lanjut. Proses yang terjadi pada siklus refrigerasi kompresi uap: a. Proses kompresi (1-2) Proses kompresi terjadi pada tahap 1-2 dari Gambar 2.14 dan Gambar2.15. Refrigeran dalam bentuk uap panas lanjut masuk ke kompresor, kerja atau usaha yang diberikan pada refrigeran a kan menyebabkan kenaikan pada tekanan 18

35 sehingga temperatur refrigeran akan lebih tinggi dari temperatur lingkungan (refrigeran mengalami fasa superheated / gas panas lanjut) b. Proses pendinginan suhu gas panas lanjut (2-2a) Proses pendingin dari gas panas lanjut menjadi gas jenuh terjadi pada tahap 2-2a dari Gambar 2.14 dan Gambar Refrigeran mengalami penurunan suhu pada tekanan tetap. Hal ini disebabkan adanya kalor yang mengalir ke lingkungan, karena suhu refigeran lebih tinggi dari suhu lingkungan. c. Proses kondensasi (2a-2b) Proses kondensasi terjadi pada tahap 2a-2b dari Gambar 2.14 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. d. Proses pendinginan lanjut (2b-3) Proses pendinginan lanjut terjadi pada tahap 2b-3 dari Gambar 2.14 dan Gambar Pada proses pendinginan lanjut terjadi proses penurunan suhu refrigeran dari keadaan cair jenuh ke refrigeran cair. Proses ini berlangsung pada tekanan konstan. Proses ini di perlukan agar kondisi refrigeran keluar kondensor benar- benar dalam fase cair. 19

36 e. Proses penurunan tekanan (3-4) Proses penurunan tekanan terjadi pada tahap 3-4 dari Gambar 2.14 dan Gambar Dalam fasa cair refrigeran mengalir menuju ke komponen pipa kapiler dan mengalami proses penurunan tekanan dan penurunan suhu. Sehingga suhu refrigeran lebih rendah dari temperatur lingkungan. Pada tahap ini fase refrigeran berubah dari fase cair menjadi fase campuran: cair dan gas. f. Proses evaporasi (4-4a) Proses evaporasi terjadi pada tahap 4-4a dari Gambar 2.14 dan Gambar Refrigeran dalam fasa campuran cair dan gas mengalir ke evaporator dan kemudian menerima kalor dari lingkungan yang akan didinginkan sehingga fasa dari refrigeran berubah seluruhnya menjadi gas jenuh. Proses berlangsung pada tekanan yang tetap, demikian juga berlangsung pada suhu yang tetap. g. Proses pemanasan lanjut (4a-1) Proses pemanasan lanjut terjadi pada tahap 4a-1 dari Gambar 2.14 dan Gambar Pada saat refrigeran meninggalkan evaporatorrefrigeran kemudian mengalami proses pemanasan lanjut. Dengan adanya proses pemanasan lanjut fase refrigeran berubah dari fase gas jenuh menjadi gas panas lanjut. Dengan demikian refrigeran sebelum masuk kompresor benar benar dalam fase gas. Proses Pendinginan Evaporative Proses pendinginan evaporative atau secara teknik disebut dengan proses pendinginan adiabatik adalah suatu proses pengkondisian udara yang dilakukan dengan membiarkan kontak langsung antara udara dengan air, sehingga 20

37 terjadiperpindahan panas dan perpindahan massa antara keduanya. Temperatur bola kering udara akan menurun dalam proses ini, dan panas sensibel yang dilepaskan digunakan untuk menguapkan sebagian butiran air. Apabila selang waktu kontak air dan udara mencukupi, maka udara akan mencapai kondisi saturasi. Ketika kondisi equilibrium tercapai, temperatur air menurun hingga sama dengan temperatur bola basah udara. Secara umum akan diperoleh bahwa temperatur bola basah udara sebelum dan sesudah proses adalah sama karena proses terjadi di sepanjang garis bola basah (TwB) yang konstan. Beberapa fakta yang terjadi dalam proses pendinginan udara dengan cara saturasi adiabatik : a. Hanya terjadi perpindahan panas internal, jumlah panas sensibel yang dilepaskan adalah sama dengan jumlah panas laten yang diterima, dan jumlah panas total dari udara yang melalui pendinginan adalah konstan. b. Temperatur bola basah adalah konstan, temperatur bola kering turun, dan temperatur dew point naik. c. Titik-titik air pada pad basah pada air cooler akan dengan sendirinya menyesuaikan pada temperatur bola basah. Apabila titik-titik air yang masuk pada pendinginan memiliki temperatur lebih rendah daripada temperatur bola basah, maka mula-mula temperatur titik-titik air tersebut akan naik hingga mencapai temperatur bola basah kemudian baru menguap. Apabila titik-titik air yang masik pada pendingin memiliki temperatur lebih tinggi daripada temperatur bola basah, maka temperatur titik-titik air itu akan turun hingga mencapai temperatur bola basah oleh karena terjadinya penguapan. Temperatur 21

38 air yang akan masuk ke pendingin hanya memiliki pengaruh yang sangat kecil terhadap efisiensi pendinginan oleh karena panas untuk pendingin 1 kg air hingga mencapai temperatur bola basah biasanya kurang dari 23,29kJ, sedangkan panas yang akan diserapnya ketika menguap adalah sebesar 1118,3kJ. d. Kuantitas pendinginan udara yang dihasilkan adalah berbanding secara lurus terhadap jumlah air yang menguap. e. Apabila kondisi udara jenuh tercapai, maka temperatur bola kering dari udara yang keluar dari pendingin adalah sama dengan temperatur bola basah dan sama dengan temperatur dew-point. Namun bagaimanapun juga, kondisi udara 100% jenuh jarang sekali dapat dicapai, dan udara yang meninggalkan pendingin walaupun memiliki batas temperatur bola basah sebagai batas peling rendah, namun sesungguhnya tidak benar-benar mampu mencapai temperatur itu. Dari pengertian diatas, dapat diturunkan persamaan untuk menyatakan proses saturasi adiabatik dari campuran udara uap air, yaitu jumlah panas sensibel yang dilepas adalah sama dengan jumlah panas laten yang diserap, atau secara matematis untuk satu satuan massa udara, dapat dinyatakan dengan persamaan (2.1) : (c a + c w ) ( T db T wb ) = Lv (w s w) (2.1) pada Persamaan (2.1) ca cw ws = panas jenis udara kering, kj/kg.k = panas jenis uap air, kj/kg.k = kelembaban spesifik udara setelah proses, kj/kg 22

39 w TdB = kelembaban spesifik udara sebelum proses, kj/kg = temperatur bola kering, K TwB = temperatur bola basah, K Lv = panas laten penguapan air, kj/kg Syarat agar proses pendinginan evaporative dapat berlangsung dengan baik adalah kondisi lingkungan yang panas dan kering, yaitu lingkungan yang memiliki suhu tinggi dan temperatur bola basah yang relatif rendah. Dibandingkan dengan pendinginan sistem refrigerasi, pendinginan evaporative jauh lebih murah. Biaya awal yang dikeluarkan untuk membuat sebuah sistem pendinginan refrigerasi untuk ukuran yang sama, dan energi listrik yang dibutuhkan untuk pengoprasian alat pendingin evaporative pada umumnya kurang dari satu per lima kali dari energi yang dibutuhkan untuk alat pendingin refrigerasi. Hal inilah yang membuat alat pendingin evaporative menjadi pilihan yang disukai di daerah dengan kondisi udara lingkungan yang mengijinkan. Gambar Proses pendinginan evaporative 23

40 2.1.3 Sifat-sifat Udara Basah Temperatur Bola Kering (dry bulb temperature) (TdB) Temperatur bola kering adalah temperatur udara yang ditunjukkan oleh termometer biasa. Informasi ini cukup sederhana, namun tidak mampu memberikan keterangan yang lengkap karena temperatur bola kering hanya menyatakan derajat kandungan panas sensibel dari suatu substansi, tidak menyatakan kandungan panas laten di dalam udara Temperatur Bola Basah (wet bulb temperature) (TwB) Penjelasan sederhana mengenai temperatur bola basah adalah temperatur paling rendah yang mampu ditunjukkan oleh termometer yang bola nya dililit dengan kain atau sumbu basah ketika termometer diletakkan di tempat yang dilalui aliran udara. Panas laten penguapan ditentukan oleh temperatur bola basah, bukan temperatur bola kering karena penguapan aktual terjadi pada pembacaan temperatur bola basah. Ketika udara yang tidak jenuh berhembus melalui termometer bola basah, air dari permukaan yang dibasahi akan menguap, dan panas laten yang diserap oleh proses penguapan air menyebabkan turunnya temperatur yang ditunjukkan oleh termometer. Pada kondisi kesetimbangan, temperatur yang ditunjukkan oleh termometer akan konstan. Temperatur inilah yang disebut dengan temperatur bola basah Kelembaban Spesifik (spesifik humidity) (w) Kelembaban spesifik (w) didefinisikan sebagai massa uap air tiap satuan massa udara kering dalam campuran tertentu pada temperatur bola kering (db)tertentu saat menyatakan kandungan uap air sebenarnya dalam udara. Untuk 24

41 mengetahui besar kelembaban spesifik (w) dapat ditentukan dengan melihat Psychrometric Chart dinyatakan dengan skala vertikal yang terletak pada batas kanan dari diagram Kelembaban Relatif (relatife humidity) (RH) Udara bebas akan selalu mengandung uap air, dan apabila udara tersebut mengandung seluruh uap air yang mampu dibawanya, maka dikatakan bahwa udara tersebut mengalami kondisi jenuh. Pada temperatur yang rendah, sangat sedikit uap air yang dibutuhkan untuk membuat udara menjadi jenuh, dan pada temperatur yang tinggi diperlukan banyak uap air untuk membuat udara menjadi jenuh. Dengan demikian, apabila tiba-tiba temperatur udara turun maka sebagian uap air tersebut akan mengembun. Akan tetapi udara tidak selalu berada pada kondisi jenuh, udara pada umumnya berada pada keadaan dibawah titik jenuh. Kelembaban relatif merupakan ukuran dreajat kejenuhan udara pada temperatur bola kering (db) tertentu. Besaran ini menyatakan prosentase kejenuhan udara. RH = 100% berarti udara dalam keadaan jenuh dan RH = 0% berarti udara dalam keadaan kering sempurna. RH didefinisikan sebagai rasio antara tekanan parsial aktual uap air dengan tekanan parsial saturasi uap air pada temperatur bola kering tertentu. Untuk mengetahui nilai RH dapat dilihat pada Psychrometric Chart Temperature Dew-point (Tdp) Jika udara didinginkan, maka kemampuan udara untuk mempertahankan uap air yang dikandungnya akan menurun. Pada penurunan temperatur yang lebih lanjut akan menyebabkan kondensasi atau terjadinya embun. Temperatur dewpoint didefinisikan sebagai temperatur dimana uap air dalam udara yang 25

42 didinginkan mulai mengembun. Hal ini berarti udara harus didinginkan mencapai temperatur dew-point untuk mengurangi kandungan uap air yang ada di dalamnya Volume Spesifik (v) Untuk menghitung volume spesifik campuran udara-uap air, digunakan persamaan gas ideal. Volume spesifik adalah volume udara campuran dengan satuan meter-kubik per kilogram udara kering. Dapat juga dikatakan sebagai meter-kubik udara kering atau meter kubik campuran per kilogram udara kering, karena volume yang diisi oleh masing-masing substansi sama. Dari persamaan gas ideal, volume spesifik v dapat dinyatakan dengan melihat Psychrometric Chart Entalpi Udara (h) Entalpi campuran udara kering dan uap air adalah jumlah dari entalpi udara kering dan entalpi uap air. Harga entalpi selalu didasarkan pada bidang data (datum plane), dan harga entalpi nol untuk udara kering dipilih pada C. Harga entalpi nol untuk uap air berada pada air jenuh bersuhu C, yang bidang datanya sama dengan yang digunakan untuk tabel-tabel uap (steam). Suatu persamaan untuk entalpi dapat dinyatakan dengan melihat Psychrometric Chart Psychrometric Chart Psikometrik adalah ilmu yang mempelajari sifat-sifat termodinamika dari udara basah. Secara umum digunakan untuk mengilustrasikan dan menganalisis perubahan sifat termal dan karakteristik dari proses dan siklus sistem penyegaran udara (air conditioning). Diagram psikometrik adalah gambaran dari sifat-sifat termodinamika dari udara basah dan variasi proses sistem penyegaran udara dan siklus sistem penyegaran udara. Dari diagram psikometrik akan membantu dalam 26

43 perhitungan dan menganalis kerja dan perpindahan energi dari proses dan siklus sistem penyegaran udara. Gambar Psychrometric chart dapat dilihat pada lampiran. Temperatur bola kering (TdB) ditunjukkan oleh garis-garis vertikal yang ditarik dari sumbu horisontal diagram.temperatur bola kering adalah ukuran dari panas sensibel, dan perubahan dari temperatur bola kering menyatakan perubahan dari panas sensibel. Temperatur bola basah (TwB) ditunjukkan oleh garis-garis yang ditarik dari garis saturasi kemudian menurun ke arah kanan bawah sehingga membentuk gradien negatif. Temperatur bola basah adalah merupakan indikator dari panas total (jumlahan dari panas sensibel dan panas laten). Temperatur dew-point (TDP) ditunjukkan dengan titik-titik yang ada di sepanjang garis saturasi. Pada saat kondisi jenuh (saturasi), temperatur dew-point (TDP) = temperatur bola basah (wb) = temperatur bola kering (TdB). Temperatur dew-point adalah ukuran panas laten, dan perubahan dari temperatur dew-point menyatakan perubahan panas laten. Kelembaban spesifik (W) dinyatakan dengan skala vertikal yang terletak pada batas kanan dari diagram. Kelembaban relatif (RH) dinyatakan dengan garis yang ditarik dari sebelah kiri bawah diagram yang kemudian membelok ke arah kanan atas dengan kelengkungan yang menyerupai garis saturasi (100% RH). Volume spesifik (v) adalah kebalikan dari massa jenis dan dinyatakan dalam volume campuran udara-uap air dalam setiap satu satuan udara kering. 27

44 Volume spesifik dinyatakan dengan garis yang ditarik mulai dari sumbu db kemudian miring tajam ke arah kiri atas, membentuk gradien negatif. Entalpi atau kandungan panas total (h) dinyatakan dalam jumlah panas yang dikandung oleh setiap satuan massa udara kering. Nilai dari entalpi dapat dilihat di sepanjang skala yang terdapat di garis saturasi pada sisi sebelah kiri diagram. Gambar Rangka diagram psikometrik Proses yang biasa dilakukan untuk mengkondisikan udara meliputi : pemanasan sensibel, pendinginan sensibel, humidifikasi dan dehumidifikasi, namun seringkali dua proses diatas digabung untuk memperoleh temperatur dan kelembaban yang diharapkan. Gambar 2.6 menyajikan delapan proses thermodinamika dasar yang digambarkan dalam psychrometric chart. 28

45 Gambar Delapan proses thermodinamika dasar Proses-proses dasar yang dapat di gambar pada psychrometric chart : a. Pemanasan sensibel (OA) b. Pendinginan sensibel (OB) c. Humidifikasi (OC) d. Dehumidifikasi (OD) e. Pemanasan dan humidifikasi (OE) f. Pendinginan dan dehumidifikasi (OF) g. Pendinginan dan humidifikasi (OG) h. Pemanasan dan dehumidifikasi (OH) Efisiensi Pendinginan Evaporative Laju aliran panas konveksi secara umum dinyatakan dengan Persamaan (2.2) : d = da (Ts T) (2.2) Besarnya laju aliran panas konveksi sama dengan besarnya laju aliran panas sensibel yang dapat dinyatakan dengan Persamaan (2.3) : 29

46 d = dt (2.3) pada Persamaan (2.3) adalah laju aliran massa udara. Dengan menggabungkan kedua Persamaan (2.2) dan (2.3) diperoleh : da ( T) = dt (2.4) Dengan mengintegralkan pada batas-batas tertentu, diperoleh Persamaan (2.5) ( (2.5) menghasilkan, 1 =exp ( ) (2.6) Efisiensi dari alat pendingin evaporative disebut juga efisiensi saturasiyang dapat dinyatakan dengan Persamaan (2.7). (2.7) Dari Persamaan (2.7) dapat dinyatakan Persamaan (2.8). ( ) (2.8) Efisiensi dapat didefinisikan sebagai : penurunan temperatur bola kering yang dihasilkan dibagi dengan selisih temperatur bola kering dan temperatur bola basah udara yang memasuki sistem. x 100 % = (2.9) pada Persamaan (2.9) Tdb,in = temperatur bola kering udara yang memasuki sistem Tdb,out = temperatur bola kering udara yang keluar sistem Twb,in = temperatur bola basah udara yang memasuki sistem 30

47 Penurunan temperatur bola kering yang mampu dicapai dengan proses pendinginan evaporative tidak dapat lebih rendah daripada temperatur bola basah aliran udara yang memasuki sistem. Pada daerah yang memiliki kelembaban tinggi, udara bebas telah membawa kandungan uap air yang cukup tinggi sehingga hal ini sangat membatasi jumlah pendinginan sensibel yang mampu dicapai dengan proses evaporasi Faktor Pertimbangan Dalam Pemilihan Sistem Penyegaran Udara Sistem penyegaran udara untuk kenyamanan manusia dirancang agar temperatur, kelembaban, kebersihan dan pendistribusian udara dapat dipertahankan pada keadaan yang diinginkan. Oleh sebab itu, perancangan harus mempertimbangkan faktor-faktor pemilihan sistem penyegaran udara. Adapun faktor-faktor pemilihan sistem penyegaran udara meliputi: a. Faktor kenyamanan Kenyamanan pada sistem penyegaran udara yang dirancang ditentukan oleh beberapa parameter, antara lain: aliran udara, kebersihan udara, bau, kualitas ventilasi, tingkat kebisingan dan interior ruangan. Tingkat keadaan pada sistem penyegaran udara dirancang dapat diatur dengan sistem pengaturan yang ada pada mesin penyegar udara. b. Faktor ekonomi Dalam proses pemasangan, operasi dan perawatan, serta sistem pengaturan yang digunakan harus diperhitungkan pula segi-segi ekonominya. Oleh sebab itu, dalam percancangan sistem penyegaran udara harus mempertimbangkan biaya 31

48 awal, operasional dan biaya perawatan yaitu sistem tersebut dapat beroperasi maksimal dengan biaya total yang serendah-rendahnya. c. Faktor operasi dan perawatan Pemilihan sistem penyegaran udara yang paling disukai adalah sistem yang mudah dipahami konstruksi, susunan dan cara menjalankannya. Beberapa faktor pertimbangan operasi dan perawatan meliputi: melayani perubahan kondisi operasi 2.2 Tinjauan Pustaka Miske (2009) telah melakukan penelitian air cooler berjudul Rancang Bangun Evaporative Cooler yang bertujuan : (a) Merancang dan membuat Air Cooler yang dipergunakan air yang didinginkan mesin pendingin. (b) Mengetahui beberapa karateristik Air Cooler yang dibuat meliputi : 1.Kondisi udara keluar dari Air Cooler. 2. Efisiensi mesin air cooler. (a) Manfaat rancang bangun evaporative cooler yaitu evaporative cooler portable ini nantinya dapat dipakai di tempat-tempat yang memerlukan yaitu tempat yang panas dan kering. Penelitian menggunakan metode : (a) Air cooler dengan mempergunakan air yang didinginkan mesin pendingin untuk proses pembuatan tugas akhir. (b) Pembuatan 32

49 evaporative cooler, dibuat berdasarkan desain yang telah dilakukan. (c) Eksperimen, dengan mengambil data yang meliputi tempertur bola kering udara lingkungan (db in), temperatur bola basah lingkungan (wb in), tempertur bola kering yang dihasilkan (db out) dan temperatur bola basah yang dihasilkan (wb out). (e) Analisa, yang meliputipengaruh kecepatan udara terhadap efektifitas evaporative cooler; dengan menggunakan air yang didinginkan dengan mesin pendingin terhadap efektifitas evaporative cooler, pengaruh kecepatan udara terhadap waktu penguapan air. Kesimpulan yang diambil secara keseluruhan dari hasil penelitian tersebut adalah : (a) Evaporative cooler hasil rancangan memiliki efektifitas maksimum. (b) Efektifitas evaporative cooler akan semakin meningkat dengan menggunakan air yang didinginkan dengan mesin pendingin. (c)laju penguapan air meningkat jika kecepatan udara semakin tinggi. (d) Data penelitian diperoleh dari nilai nilai : 1. Pengaruh kecepatan aliran udara terhadap kondisi udara kering keluar air cooler.2. Pengaruh kecepatan aliran udara terhadap kondisi udara basah keluar air cooler. 3. Pengaruh kecepatan aliran udara dan ketebalan cooling pad terhadap efisiensi air cooler. 4.Untuk menghitung kelembaban relatif (RH) dilakukan dengan melihat pada Psychrometric Chart setelah semua data diperoleh. 5. Untuk menghitung efisiensi pendinginan udara, dilakukan dengan mempergunakan persamaan Selrianus (2008) telah melakukan penelitian air cooler yang bertujuan : (a) Mencari dan memilih bahan bersifat alamiah yang bisa digunakan sebagai bahan untuk cooling pad pada evaporative cooler. (b) Meningkatkan efisiensi 33

50 pendinginan dari evaporative cooler. (c) Mempelajari pengaruh kecepatan aliran udara, ketebalan, temperatur bola kering (db) udara masuk, dan temperatur air yang mengalir di cooling pad terhadap efisiensi pendinginan. Penelitian menggunakan metode : (a) Mencari dan menentukan cooling pad dengan cara penentuan kriteria bahan yang akan dipilih, membandingkan sifat pad (penyerapan air, ukuran pori, durability, sifat reaktif terhadap bahan lain, kekakuan pada keadaan lembab dari setiap alternatif bahan). (b) Merancang sistem pengujian untuk pengukuran tekanan. (c) Membuat pad yang digunakan untuk pengujian. (d) Melakukan pengujian untuk mengukur penurunan tekanan. (e) Pembuatan cooling pad. (f) Pengujian yang meliputi mencatat sifat udara (db in, wb in, db out, wb out), mengukur kecepatan udara, mengukur temperatur air pada water tank, mengukur laju penguapan dengan cara mencatat waktu yang diperlukan untuk menguapkan air ke udara pada volume tertentu dan mengulang kembali langkah pertama dengan tingkat kecepatan yang berbeda. (g) Analisa meliputi hubungan kecepatan udara terhadap efisiensi pendinginan, laju penguapan setiap cooling pad, pengaruh RH in terhadap efisiensi pendinginan, pengaruh suhu air pada water tank dengan efisiensi pendinginan dan membandingkan efisiensi dan kecepatan yang dihasilkan alternatif cooling pad. (h) kesimpulan. Hasil penelitian ini adalah (a) Efisiensi yang dihasilkan oleh cooling pad yang terbuat dari bahan ijuk dan serabut kelapa kurang maksimal karena tidak seluruh permukaan cooling pad basah. Hal ini diakibatkan oleh water distribution line yang tidak bekerja dengan baik dalam mengatur air yang membasahi cooling pad. (b) Efisiensi pendinginan ijuk maksimal 50% dan serabut 34

51 kelapa 51%. Tetapi efisiensi rata-rata cooling pad yang terbuat dari serabut kelapa lebih baik dari pada cooling pad yang terbuat dari bahan ijuk. (c) dari kedua bahan alternatif cooling pad yang dianalisa, efisiensi yang dihasilkan tidak lebih baik daripada cooling pad asli dari evaporative cooler. Efisiensi maksimal dari cooling pad asli sebesar 55% sedangkan ijuk hanya 50% dan serabut kelapa 51%. (d) Suhu air pada water tank yang lebih dingin meningkatkan efisiensi pendinginan. Ekadewi 1), Fandi 2), Selrianus 3) (2007) telah melakukan penelitian air cooler berjudul Penggunaan Serabut Kelapa Sebagai Bantalan Pada Evaporative Cooler yang bertujuan : (a) Pengujian dilakukan untuk mengetahui kinerja air cooler, yang meliputi penurunan temperatur bola kering-db udara, efektifitas air cooler dan laju penguapan air. Penelitian menggunakan metode : (a) Pengujian dilakukan untuk mengetahui kinerja evaporative cooler, yang meliputi penurunan temperatur bola kering udara, efektifitas evaporative cooler dan laju penguapan air, dengan bantalan serabut dan bantalan asli dari manufaktur. (b) Variabel yang diukur selama pengujian adalah temperatur udara (bola basah dan bola kering) pada masukan dan keluaran, temperatur air, kecepatan aliran udara, waktu 100 ml air habis selama pengujian. Bantalan serabut kelapa yang diuji memiliki beberapa ketebalan yaitu 1 cm, 1.5 cm dan 2.4 cm. Bantalan ditata dalam wire mess dan sebagian dalam jala-jala. (c) Dari hasil pengujian dilakukan analisa yang meliputi: pengaruh kecepatan udara, pengaruh temperatur bola kering udara masuk, temperatur air terhadap kinerja air cooler. Kesimpulan yang diambil secara keseluruhan dari hasil penelitian tersebut adalah : (a) Kecepatan aliran udara yang lebih rendah menghasilkan penurunan temperatur db dan efektifitas lebih tinggi, 35

52 serta memerlukan laju penguapan air lebih rendah.. (b) Semakin tinggi temperatur bola kering dan semakin rendah RH udara masuk, semakin besar penurunan temperatur db dan semakin tinggi efektifitas evaporative cooler. (c) Semakin rendah temperatur air yang membasahi bantalan, semakin sedikit laju penguapan air. (d) Semakin tebal bantalan semakin bagus kinerja air cooler. (e) Serabut kelapa dapat digunakan sebagai bantalan dalam air cooler. 36