BAB III METODELOGI PENELITIAN. Hotel Sapadia Siantar. Hotel Danau Toba International Medan. Rumah Sakit Columbia Asia Medan

dokumen-dokumen yang mirip
LAMPIRAN I. Universitas Sumatera Utara

Laporan Tugas Akhir 2012 BAB II DASAR TEORI

BAB II DASAR TEORI 2.1 Pasteurisasi 2.2 Sistem Pasteurisasi HTST dan Pemanfaatan Panas Kondensor

BAB III PERANCANGAN.

BAB III DASAR PERANCANGAN INSTALASI AIR CONDITIONING

BAB 9. PENGKONDISIAN UDARA

BAB III PERANCANGAN SISTEM

MODIFIKASI DAN PENGUJIAN EVAPORATOR MESIN PENDINGIN SIKLUS ADSORPSI YANG DIGERAKKAN ENERGI SURYA

BAB III DATA ANALISA DAN PERHITUNGAN PENGKONDISIAN UDARA

BAB II DASAR TEORI. Tabel 2.1 Daya tumbuh benih kedelai dengan kadar air dan temperatur yang berbeda

BAB II LANDASAN TEORI

Laporan Tugas Akhir 2012 BAB II DASAR TEORI

Analisis Konsumsi Energi Listrik Pada Sistem Pendingin Ruangan (Air Conditioning) Di Gedung Direktorat Politeknik Negeri Pontianak

BAB II LANDASAN TEORI

BAB IV PERHITUNGAN PENDINGIN GEDUNG

DAFTAR ISI. KATA PENGANTAR... i. ABSTRAK... iv. DAFTAR ISI... vi. DAFTAR GAMBAR... xi. DAFTAR GRAFIK...xiii. DAFTAR TABEL... xv. NOMENCLATURE...

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB IV ANALISA DATA PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN

BAB IV ANALISIS DAN PERHITUNGAN

METODOLOGI PENELITIAN. Waktu dan Tempat Penelitian. Alat dan Bahan Penelitian. Prosedur Penelitian

BAB III PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN. Perhitungan beban pendinginan office PT. XX yang berlokasi di Jakarta

BAB IV: KONSEP Pendekatan Konsep Bangunan Hemat Energi

BAGIAN II : UTILITAS TERMAL REFRIGERASI, VENTILASI DAN AIR CONDITIONING (RVAC)

PERANCANGAN DAN ANALISA PERFORMANSI COLD STORAGE

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. paling banyak digunakan adalah sistem kompresi uap. Secara garis besar

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB IV. ducting pada gedung yang menjadi obyek penelitian. psikometri untuk menentukan kapasitas aliran udara yang diperlukan untuk

STUDI EVALUASI SISTEM PENGKONDISIAN UDARA DI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO KAMPUS BUKIT JIMBARAN DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE

PENGUJIAN KOLEKTOR SURYA PLAT DATAR UNTUK PEMANAS AIR LAUT DENGAN MEMBANDINGKAN PERFORMANSI KACA SATU DENGAN KACA BERLAPIS KETEBALAN 5MM SKRIPSI

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Pengertian Sistem Heat pump

DAFTAR ISI. KATA PENGANTAR... i. ABSTRAK... iii. DAFTAR GAMBAR... viii. DAFTAR TABEL... x. DAFTAR NOTASI... xi Rumusan Masalah...

TUGAS AKHIR PERANCANGAN ULANG MESIN AC SPLIT 2 PK. Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Dalam Mencapai Gelar Strata Satu ( S-1 ) Teknik Mesin

BAB III METODE PENELITIAN

BAB II DASAR TEORI. Gambar 2.1 sistem Blast Chiller [PT.Wardscatering, 2012] BAB II DASAR TEORI

BAB IV EVALUASI PROTOTIPE DAN PENGUJIAN PROTOTIPE

BAB II DASAR TEORI BAB II DASAR TEORI. 2.1 Tinjauan Pustaka

RANCANG BANGUN KOMPRESOR DAN PIPA KAPILER UNTUK MESIN PENGERING PAKAIAN SISTEM POMPA KALOR DENGAN DAYA 1 PK SKRIPSI

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Helbert, Tulus Burhanuddin Sitorus Universitas Sumatera Utara

ANALISIS KEEFEKTIFAN ALAT PENUKAR KALOR TIPE SHELL AND TUBE SATU LALUAN CANGKANG DUA LALUAN TABUNG SEBAGAI PENDINGINAN OLI DENGAN FLUIDA PENDINGIN AIR

ANALISIS EFEKTIFITAS ALAT PENUKAR KALOR SHELL & TUBE DENGAN MEDIUM AIR SEBAGAI FLUIDA PANAS DAN METHANOL SEBAGAI FLUIDA DINGIN

BAB IV PENGOLAHAN DAN ANALISA DATA

PENGUJIAN UNJUK KERJA SOLAR ASSISTED HEAT PUMP WATER HEATER. MENGGUNAKAN HFC-134a DENGAN VARIASI INTENSITAS RADIASI

BAB II DASAR TEORI. BAB II Dasar Teori. 2.1 AC Split

BAB IV METODE PENELITIAN

ANALISIS BEBAN PENDINGIN PADA RUANG KULIAH PRODI NAUTIKA JURUSAN KEMARITIMAN

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengantar Sistem Tata Udara

BAB II LANDASAN TEORI

II. TINJAUAN PUSTAKA. apartemen, dan pusat belanja memerlukan listrik misalnya untuk keperluan lampu

PERHITUNGAN ULANG SISTEM PENGKONDISIAN UDARA PADA GERBONG KERETA API PENUMPANG EKSEKUTIF MALAM (KA. GAJAYANA)

PENGEMBANGAN PERANGKAT LUNAK UNTUK SIMULASI SATU UNIT MESIN PENDINGIN SIKLUS ADSORPSI YANG DIGERAKKAN ENERGI SURYA DENGAN LUAS KOLEKTOR 1,5 m 2

Gambar 11 Sistem kalibrasi dengan satu sensor.

BAB 5. HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN

BAB III PERANCANGAN, INSTALASI PERALATAN DAN PENGUJIAN

BAB III PERENCANAAN, PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN, DAN PEMILIHAN UNIT AC

BAB II LANDASAN TEORI

Kata kunci : pemanasan global, bahan dan warna atap, insulasi atap, plafon ruangan, kenyamanan

BAB III PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN

PERHI TUNGAN BEBAN PENDI NGI N PADA RUANG LABORATORI UM KOMPUTER PAPSI - I TS

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

Grafik tegangan (chanel 1) terhadap suhu

Pemanfaatan Sistem Pengondisian Udara Pasif dalam Penghematan Energi

STUDI KINERJA MESIN PENGKONDISI UDARA TIPE TERPISAH (AC SPLIT) PADA GERBONG PENUMPANG KERETA API EKONOMI

PENGARUH TEKANAN TERHADAP PENGKONDISIAN UDARA SISTEM EKSPANSI UDARA

PENGEMBANGAN PIRANTI LUNAK PENAKSIRAN BEBAN PENDINGINAN TATA-UDARA BANGUNAN

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

DAFTARISI HALAMAN JUDUL LEMBARAN PENGESAHAN DOSEN PEMBIMBING LEMBARAN PENGESAHAN DOSEN PENGUJI HALAMAN PERSEMBAHAN HALAMAN MOTTO KATA PENGANTAR

SIDANG P3 SKRIPSI ME

ANALISIS PERFORMANSI AC PORTABLE UNTUK CONTAINER 20 KAKI DI PT ESKIMO WIERAPERDANA

Bab IV Analisa dan Pembahasan

Tugas akhir BAB III METODE PENELETIAN. alat destilasi tersebut banyak atau sedikit, maka diujilah dengan penyerap

BAGIAN III PRINSIP-PRINSIP ESTIMASI BEBAN PENDINGIN TATA UDARA

RANCANG BANGUN EVAPORATOR UNTUK MESIN PENGERING PAKAIAN SISTEM POMPA KALOR DENGAN DAYA 1PK SKRIPSI. Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi

KARAKTERISTIK PENGERINGAN COKLAT DENGAN MESIN PENGERING ENERGI SURYA METODE PENGERINGAN THIN LAYER

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

TUGAS AKHIR PERANCANGAN MESIN PEMBUAT ES BALOK KAPASITAS 2 TON PERHARI UNTUK MENGAWETKAN IKAN NELAYAN DI PANTAI MEULABOH ACEH

DAFTAR PUSTAKA. W. Arismunandar, Heizo Saito, 1991, Penyegaran Udara, Cetakan ke-4, PT. Pradnya Paramita, Jakarta

STUDI EKSPERIMENTAL KOEFISIEN PERPINDAHAN KALOR MODEL WATER HEATER KAPASITAS 10 LITER DENGAN INJEKSI GELEMBUNG UDARA

Bab IV Analisa dan Pembahasan

ANALISA KEBUTUHAN BEBAN PENDINGIN DAN DAYA ALAT PENDINGIN AC UNTUK AULA KAMPUS 2 UM METRO. Abstrak

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

KAJIAN EXPERIMENTAL KOLEKTOR SURYA PRISMATIK DENGAN VARIASI JARAK KACA TERHADAP PLAT ABSORBER MENGGUNAKAN SISTEM TERTUTUP UNTUK PEMANAS AIR

BAB IV PERHITUNGAN DAN PERANCANGAN BEBAN PENDINGIN 4.1 PERHITUNGAN SECARA MANUAL DAN TEORISTIS

BAB II DASAR TEORI. BAB II Dasar Teori

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II DASAR TEORI Prinsip Kerja Mesin Refrigerasi Kompresi Uap

Gambar 5. Skematik Resindential Air Conditioning Hibrida dengan Thermal Energy Storage

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

Gambar 2.1 Sebuah modul termoelektrik yang dialiri arus DC. ( (2016). www. ferotec.com/technology/thermoelectric)

BAB III PERANCANGAN SISTEM DAN ANALISIS

BAB V KESIMPULAN UMUM

Konservasi energi sistem tata udara pada bangunan gedung

LAPORAN TUGAS AKHIR MODIFIKASI KONDENSOR SISTEM DISTILASI ETANOL DENGAN MENAMBAHKAN SISTEM SIRKULASI AIR PENDINGIN

BAB IV PENGOLAHAN DATA

BAB III METODOLOGI PENELITIAN Bahan Penelitian Pada penelitian ini refrigeran yang digunakan adalah Yescool TM R-134a.

ANALISA PERPINDAHAN KALOR PADA KONDENSOR PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK

RANCANG BANGUN KOLEKTOR SURYA PLAT DATAR UNTUK PEMANAS AIR DENGAN KACA BERLAPIS KETEBALAN 5MM SKRIPSI

Transkripsi:

BAB III METODELOGI PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 3.1.1 Tempat Penelitian Tempat penelitian yang dilakukan dalam penelitian ini adalah: Hotel Sapadia Siantar Hotel Danau Toba International Medan Rumah Sakit Columbia Asia Medan Laboratorium Pendingin Departemen Teknik Mesin, FT USU 3.1.2 Waktu Penelitian Penelitian dilakukan mulai 01 Juli 08 Oktober 2011 3.2 Alat dan Bahan yang Digunakan Penelitian ini akan menggunakan bahan-bahan untuk pengukuran dan beberapa alat seperti alat produksi dan alat ukur. 3.2.1 Alat Adapun alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain : 1. Alat ukur temperatur udara, kecepatan angin, intensitas cahaya dan kelembaban (Station data logger HOBO Micro Station)

Gambar 3.1 Hobo Micro Station Data Logger Dengan spesifikasi : a. Skala Pengoperasian : 20 0 50 0 C dengan baterai alkalin 40 0 70 0 C dengan baterai litium b. Input Sensor : 3 buah sensor pintar multi channel monitoring c. Ukuran : 8,9 cm x 11,4 cm x 5,4 cm d. Berat : 0,36 kg e. Memori : 512Kb Penyimpanan data nonvolatile flash. f. Interval Pengukuran : 1 detik 18 jam (tergantung pengguna) g. Akurasi waktu : 0-2 detik

2. Alat ukur temperatur / termokopel (AGILENT ) Gambar 3.2 Agilent dengan termokopel tipe T dan K Spesifikasi : a. Daya 35 Watt b. Jumlah saluran termokopel 20 buah c. Tegangan 250 volt d. Mempunyai 3 saluran utama e. Dapat memindai data hingga 250 saluran per detik f. Mempunyai 8 tombol panel dan sistem kontrol g. Fungsional antara lain pembacaan suhu termokopel, RTD dan termistor, arus listrik AC.

3. Satu unit evaporator Gambar 3.3 Evaporator 3.2.2 Bahan Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain : a. Kabel termokopel b. Perekat c. Dll 3.3 Variabel Riset Adapun variabel input dari pengujian yang akan dianalisa antara lain adalah sebagai berikut :

a. Temperatur ruangan sebelum dipasang evaporator b. Temperatur ruangan sesudah evaporator dipasang dan water heater tidak diisi air c. Temperatur ruangan sesudah evaporator dipasang dan water heater diisi air setengah d. Temperatur ruangan sesudah evaporator dipasang dan water heater diisi air penuh e. Temperatur ruangan sesudah evaporator dipasang dan water heater bersirkulasi Di mana akan dihasilkan data berupa variabel output yang diharapkan, yaitu: a. Beban pendingin ruangan sebelum evaporator dipasang. b. Dimensi utama evaporator. 3.4 Set-Up Pengujian Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini sesuai dengan tanggung jawab penulis adalah bidang perhitungan beban pendingin ruangan dan perancangan evaporator. Penulis menghitung secara analitik pengaruh perubahan temperatur ruangan sebelum dan sesudah didinginkan oleh evaporator, disini juga penulis ingin menunjukan kerja evaporator mendinginkan runagan pada siklus kompresi uap hibrid. Penulis memulai skripsi ini dengan mencari referensi yang sesuai. Lalu dilakukan proses pengumpulan data yang berkaitan seperti temperatur udara harian, intensitas cahaya, kecepatan angin, dan kelembaban udara menggunakan

alat Station data logger HOBO Micro Station selama 1 bulan. Setelah itu diambil juga data temperatur ruangan selama 1 minggu menggunakan alat ukur temperatur dan termokopel Agilent. Proses dilanjutkan dengan perhitungan analitik dengan berbagai variasi pengujian. Variasi tersebut digunakan untuk mengetahui performansi evaporator dalam mendinginkan ruangan pada saat bekerja bersamaan denagan water heater ataupun tidak. Gambar 3.4 Termokopel di dinding untuk pengujian

Mulai Studi literatur Buku referensi,paper,dll Pengambilan data temperatur udara harian, intensitas cahaya, kecepatan angin, dan kelembaban udara Pengambilan data dimensi ruangan dan temperatur ruangan Perhitungan beban pendingin ruangan sebelum didinginkan Perancangan evaporator Pengukuran temperatur ruangan saat water heater tidak diisi air (kosong) Pengukuran temperatur ruangan saat water heater diisi air setengah Pengukuran temperatur ruangan saat water heater diisi air penuh Pengukuran temperatur ruangan saat water heater bersirkulasi Ya Perlu Modifikasi? Tidak Analisa data Kesimpulan Selesai Gambar 3.5 Diagram Alir Proses Pengerjaan Tugas Akhir

BAB IV ANALISA DATA 4.1 Perhitungan beban pendingin ruangan 4.1.1 Perhitungan beban pendingin dari atap Qs = U A.ΔT U = 0,51 W/m 2.K A = 7.28 x 3.15 = 22.932 m 2 Dari tabel 31, mass inside, without suspended ceiling, R=1,96, atap NO: 4 CLTD dari Tabel 30 (Lampiran A) Hour Roof 9 10 11 12 13 14 15 16 17 T 27,2 28,8 30,7 32,4 33,8 34,7 35 34,7 33,9 ΔT 7.2 8.8 10.7 12.4 13.8 14.7 15 14.7 11.9 Qs 84.20630 4 102.9188 2 125.1399 2 145.0219 7 161.395 4 171.9 2 175.4 171.9 139.17 4.1.2 Perhitungan beban pendingin dari dinding Dinding A ( Kopel) (N) Qs = U.A. ΔT A = 7.28 x 4.05 - ( 2.07 x 0.9) = 25.764m 2

U = 2,73 W/m 2 K (Lampiran A) wall face Hour 9 10 11 12 13 14 15 16 17 T 27,2 28,8 30,7 32,4 33,8 34,7 35 34,7 33,9 ΔT 7.2 8.8 10.7 12.4 13.8 14.7 15 14.7 11.9 Qs 506.41 618.95 752.59 872.16 970.63 1033.93 1055.0 1033.9 836.9 Dinding B (E) U = 2,73 W/m 2.K Koreksi CLTD = (25,5-20) + [(35-11/2) 29,4] = 5.6 o C CLTD corr = CLTD + 5.6 o C A = 3.15 x 4.05 = 12.75 m 2 Hour wall face 9 10 11 12 13 14 15 16 17 E 6 7 8 11 12 14 16 17 17 CLTDcorr 11.6 12.6 13.6 16.6 17.6 19.6 21.6 22.6 22.6 Qs 403.767 438.5745 473.38 577.804 612.61 682.22 751.84 786.649 786.649 Dinding C (S) U= 2,73 W/m 2.K A = (7.28 x 4.05) (3 x 1.2) ( 2.07 x 0.9 ) = 20.421 m 2 wall face Hour 9 10 11 12 13 14 15 16 17 S 5 4 4 4 5 6 8 9 11 CLTD corr 10.6 9.6 9.6 9.6 10.6 11.6 13.6 14.6 16.6

Qs 590.942 535.1935 535.1935 535.193 590.94 646.692 758.190 813.94 925.43 Dinding D (W) U = 2.73 W/m 2.K A = 3.15 x 4.05 = 12.75 m 2 Hour wall face 9 10 11 12 13 14 15 16 17 W 8 7 7 6 6 6 7 8 9 CLTDcorr 13.6 12.6 12.6 11.6 11.6 11.6 12.6 13.6 14.6 Qs 473.382 438.5745 438.5745 403.76 403.76 403.76 438.574 473.38 508.18 4.1.3 Perhitungan beban pendingin dari pintu wall face Pintu A,C U = 1,08 (R = 0,926) A = 2.07 x 0.9 = 1.86 m 2 Dari tabel 32 untuk wall no.2 (Lampiran A) Hour 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Pintu A (N) 4 5 6 8 10 12 13 14 15 CLTD corr 9,6 10,6 12,6 13,6 15,6 17,6 18,6 19,6 20,6 Qs 19.28 21.29 25.3 27.31 31.33 35.35 37.36 39.37 41.38 Pintu C (S) 1 4 8 13 18 23 26 27 26 CLTD corr 6,6 9,6 13,6 18,6 23,6 28,6 31,6 32,6 31,6 Qs 13.25 19.28 27.31 37.36 47.4 57.45 63.47 65.48 63.47

4.1.4 Perhitungan beban pendingin dari jendela Beban konduksi melalui jendela A total = (3 x 1,2) = 3.6 m 2 U = 4,6 W/m 2.K Dari Tabel 34 diperoleh CLTD (Lampiran A) Solar time 9 10 11 12 13 14 15 16 17 CLTD 1 2 4 5 7 7 8 8 7 CLTD corr 6,6 7,6 9,6 10,6 12,6 12,6 13,6 13,6 12,6 Qs 109.29 125.85 158.97 175.53 208.65 208.65 225.21 225.21 208.65 Panas transmisi dari jendela Q = A. SC. SCL Dimana: SC = 0,55 untuk jendela gelas yang bening dengan tirai jenis venetian blinds. SCL = solar cooling load factor. A W = (3 x 1,2) = 3.6 m 2 Jendela dikategorikan dalam zona B, maka dari Tabel 36 Zona Type B (Lampiran A) Glass Face Hour 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Dinding C(S) 113 176 233 271 274 249 198 145 117 Q 223.74 348.48 461.34 536.58 542.52 493.02 392.04 287.1 231.66

4.1.5 Perhitungan beban pendingin dari manusia Dari Tabel 3 Bab 28 ASHRAE untuk kategori aktivitas di kantor jumlah panas per orang adalah 75 W untuk panas sensibel dan 55 W untuk panas laten. Maka panas sensibel dan panas laten dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut: Q s = N 75 CLF Q l = N 55 CLF = cooling load factor untuk beban sensibel yang dapat dilihat pada Tabel 37 Bab 8 ASHRAE untuk kategori C (Lampiran A). Jam masuk adalah jam 9 pagi s/d jam 5 sore, berdasarkan kriteria ini lama pekerja di ruangan adalah sekitar 9 jam, pukul 9 pagi dianggap pekerja sudah berada 1 jam di ruangan. Nilai dari CLF ditampilkan di bawah: Hour in Space No of hours after Entry into space or Equipment turned on 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9 0.615 0.695 0.75 0.795 0.83 0.86 0.89 0.91 0.62 QS 369 417 450 477 498 516 534 546 372

N = jumlah penghuni ruangan = 8 orang Untuk panas laten Q l = 8 x 55 = 440 W 4.1.6 Perhitungan beban pendingin dari lampu Beban dari lampu Wtungsten : 150 W 4.1.7 Perhitungan beban pendingin dari udara infiltrasi Infiltrasi yang mungkin di sini adalah pembukaan pintu. Standard yang biasa digunakan adalah 2,8 m 3 akan masuk udara tiap kali terjadi pembukaan pintu. Pada soal ini diasumsikan pintu luar akan digunakan 2 orang/jam. Dengan menggunakan angka ini, laju udara infiltrasi dapat dihitung: V = 2 2,8 1000/ 3600 = 1.55 L/s. Maka panas sensibel dan panas laten udara infiltrasi adalah Q s = 1,23 x 1.55 x (T o T i ) Pukul 9 10 11 12 13 14 15 16 17 T 27,2 28,8 30,7 32,4 33,8 34,7 35 34,7 33,9 T 7,2 8,8 10,7 12,4 13,8 14,7 15 14,7 13,9 QS 13.72 16.77 20.39 23.64 26.3 28.02 28.58 28.02 26.5 Q l =3010 (1.55) x (0,0159 0,0088) = 33.12 W Total beban pendingin laten (Q laten )

Manusia Infiltrasi TOTAL :440 W :33,12 W = 473.12 W Total Beban Pendingin Sensibel + Laten Hour Qs (Watt) 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Roof 84.20 102.91 125.13 145.02 161.39 171.92 175.42 171.92 139.17 Dinding A 506.41 618.95 752.59 872.16 970.63 1033.93 1055.03 1033.93 836.99 Dinding B 403.76 438.57 473.38 577.80 612.61 682.22 751.84 786.64 786.64 Dinding C 590.94 535.19 535.19 535.19 590.94 646.69 758.19 813.94 925.43 Dinding D 473.38 438.57 438.57 403.76 403.76 403.76 438.57 473.38 508.18 Pintu A 19.28 21.29 25.3 27.31 31.33 35.35 37.36 39.37 41.38 Pintu C 13.25 19.28 27.31 37.36 47.4 57.45 63.47 65.48 63.47 Kond Jendela 109.29 125.85 158.97 175.53 208.65 208.65 225.21 225.21 208.65 Trans Jndla B 223.74 348.48 461.34 536.58 542.52 493.02 392.04 287.1 231.66 Manusia 369 417 450 477 498 516 534 546 372 L.tngsten 150 150 150 150 150 150 150 150 150 Infiltrasi 13.72 16.77 20.39 23.64 26.3 28.02 28.58 28.02 26.5 Qlaten 473.12 473.12 473.12 473.12 473.12 473.12 473.12 473.12 473.12 TOTAL 3430.1 3706.4 4091.3 4434.4 4716.6 4900.1 5082.8 5094.12 4763.2

Maka Beban Pendingin Total dihitung pada pukul 16.00 WIB. Beban Total Pendingin :5.094,12 W = 5,09 kw 13,72 150 369 223,74 109,29 13,25 84,206304 473,12 506,417184 403,767 590,942898 473,382 19,28 Roof Dinding A Dinding B Dinding C Dinding D Pintu A Pintu C Kond Jendela Trans Jndla B Manusia L.tungsten Infiltrasi Qlaten

Gambar 4.1 Diagram beban pendingin ruangan yang dikondisikan 4.2 Perancangan dimensi utama evaporator Dari data beban pendingin yang diperoleh dalam perancangan kapasitas pendingin di ruangan yang terdapat di Gedung Pascasarjana Departemen Teknik Mesin,FT-USU lantai 2 sebesar 5,09 kw dan daya kompresor yang digunakan sebesar 0,746 kw, maka dirancang dimensi utama dari evaporator yang akan digunakan sebagai pendingin refrigeran. 4.2.1 Bilangan Reynold dan Nusselt Persamaan untuk mencari Bilangan Reynold adalah: Re = ρu max D µ Diamana sifat-sifat udara dianalsia pada temperatur rata-rata 18.5 o C adalah: ρ u = 1,1926 kg/m 3 µ u = 1,263E-05 Ns/m 2 k u = 0.0256E-02 W/mK Pr u = 0,7091 U = 2 m/s (direncanakan) U max = 7 m/s Maka: Re =

= 4240.356 Untuk mencari bilangan Nussel dapat dilihat dari table 2.2 dimana bilangan Re diantata 4.000 40.000 adalah maka: Nu = 0,193 Re 0,618 Pr 1 3 Nu = 0.193 x x = 29,85421 4.2.2 Koefisien perpindahan panas di luar pipa (h o ) Koefisien perpindahan panas diluar dapat dihitung dengan persamaan: hd Nu = sehingga h o = K h o = h o = 119.4168 4.2.3 Koefisien perpindahan panas di dalam pipa (h i ) Menurut grafik dari lampiran G (Dongsoo Jun,Kwangyong An,Jinseon Park,2003), cara untuk memperoleh nilai h i, dapat diperoleh dengan menggunakan grafik plain tube dimana nilai dari h i diperoleh dari perbandingan Q eva dengan luas permukaan pipa evaporator, sehingga diperoleh nilai h i = 4500 W/m 2 K

Gambar 4.2 Grafik perbandingan h dengan q/a 4.2.4 Koefisien perpindahan panas menyeluruh (U o ) Koefisien perpindahan panas menyeluruh dapat dihitung dengan rumus: 1 U 0 r0 = r i 1 h i r0 + r i R fi r0 ln 0 + k ( r r ) i + R f 0 1 + h 0 Asumsi dalam perancangan ini pipa yang digunakan sangat tipis sehingga perbandingan antara r o dan r i dapat diabaikan,maka diperoleh nilai U o = 111,1574 4.2.5 Perbedaan Temperatur Logaritma Rata Rata (LMTD) Untuk mencari nilai LMTD dapat digunakan persamaan: LMTD =

= (22-15) / ln[(22-8) / (15-8)] = 10,10 o C 4.2.6 Dimensi Evaporator Hitung luas penampang pipa tembaga dihitung dari persamaan, Q = U o x A o x LMTD 5090 W = 111,15 W/m 2 K x A o x 10,10 A o = 4,533 m 2 Dengan persamaan luas penampang pipa, serta penambahan 2800 fin pada pipa setiap jarak 2 mm, maka didapat panjang pipa kondensor sebagai berikut, A o = DL + 2800 L A Dimana A adalah luas penampang sirip yang dapat dihitung dengan persamaan, A = 4D 2 0,25 D 2 A = 1,33 x 10-4 m 2 Maka, A o = DL + 2800 L A 4,533 m 2 = 3,14 (0,0064 m) L + 2800 (1,33x10-4 ) L L = 11,511 m Pipa tersebut dibagi atas 10 laluan, sehingga panjang tiap laluan pipa adalah sebesar 1,511 m. 4.3 Titik Pengukuran ( Posisi Pengukuran)

Pada pengujian ini ada delapan titik yang digunakan pada ruangan. Ruangan dibagi menjadi dalam 2 bagian dikarenakan ada dinding pembatas. Titik 1,2,3,4,7,8 merupakan di ruangan belajar dan titik 5 dan 6 merupakan ruang makan. Titik 3 N Titik 6 Titik 8 W E Titik 7 Titik S 2 Titik 5 Titik 4 Titik 1 Gambar 4.3 Titik pengukuran pada ruangan saat pengujian

4.4 Pengukuran temperatur ruangan sebelum evaporator dipasang Gambar 4.4 Grafik pengukuran temperatur ruangan sebelum evaporator dipasang

Gambar 4.5 Grafik pengukuran temperatur rata-rata pada ruangan sebelum evaporator dipasang Gambar 4.6 Grafik udara lingkungan dan radiasi matahari pada tanggal 1 Oktober 2011

Pada pengujian temperatur ruangan sebelum evaporator dipasang pada tanggal 1Oktober 2011,ada enam titik pengujian yang peneliti lakukan. Ruangan yang diuji dibagi menjadi dua ruangan, dimana ruangan pertama atau ruangan utama ada empat titik pengujian,yaitu titik satu sampai titik empat dan ruangan kedua atau ruang makan ada dua titik pengujian, yaitu titik lima dan enam. Pada gambar 4.4 dilihatkan temperatur pada titik lima dan enam lebih tinggi dari titik satu sampai empat dikarenakan ruangan kedua tidak mengalami sirkulasi udara dikarenakan tidak adanya ventilasi dan pintu tidak dibuka dan jika dibandingkan dengan gambar 4.6 temperatur udara lingkungan dan radiasi matahari terlihat bahwa titik lima dan enam mempunyai temperatur yang sama dengan udara lingkungan dan berbeda dengan titik satu samapai empat yang mengalami sirkulasi udara pada ruangan utama. 4.5 Pengukuran temperatur ruangan sesudah evaporator dipasang dan water heater tidak diisi air.

Gambar 4.7 Grafik temperatur ruangan pada saat evaporator sudah dipasang dan water heater tidak diisi air. Gambar 4.8 Grafik temperatur ruangan rata-rata pada saat evaporator sudah dipasang dan water heater tidak diisi air. Gambar 4.9 Grafik temperatur udara lingkungan dan radiasi matahari pada tanggal

4 Oktober 2011. Pada pengujian hari berikutnya, penulis menambah dua titik pengujian untuk lebih mendapatkan data yang lebih akurat yaitu di tengah ruangan utama(titik tujuh) dan dinding pembatas antara ruangan utama dan ruang makan(titik delapan). Pada gambar 4.7 terlihat setelah evaporator bekerja pada pukul 10.00 WIB rungan utama mengalami penurunan temperatur yang cukup drastis, ini terlihat pada titik dua dan titk tujuh yang dapat mencapai temperatur 24 o C pada pukul 12.00 WIB dan setelah evaporator tidak bekerja pada pukul 18.00 WIB temperatur ruangan mengalami kenaikan lagi. Bila dibandingkan dengan gambar 4.9 grafik udara lingkungan pada pukul 07.00 WIB sampai 14.00 WIB, temperatur udara lingkungan dapat mencapai temperatur 35 o C pada pukul 14.00 WIB dan pada saat yang bersamaan evaporator bisa mendinginkan ruangan sampai temperatur 26 o C (dapat dilihat pada gambar 4.8). 4.6 Pengukuran temperatur ruangan sesudah evaporator dipasang dan water heater diisi air setengah

Gambar 4.10 Grafik temperatur ruangan pada saat evaporator sudah dipasang dan water heater diisi air setengah. Gambar 4.11 Grafik temperatur rata-rata ruangan pada saat evaporator sudah dipasang dan water heater diisi air setengah.

Gambar 4.12 Grafik temperatur udara lingkungan dan radiasi matahari pada tanggal 5 Oktober 2011 Pada pengujian berikutnya water heater bekerja dengan diisi air setengah. Pada gambar 4.10 dapat dilihat ruangan utama dan ruang makan dapat didinginkan oleh evaporator sampai suhu 25 o C dan pada pukul 12.00 WIB temperatur ruangan mengalami penaikan diakibatkan bertambahnya jumlah orang yang berada didalam ruangan. Setelah pukul 15.00 WIB temperatur ruangan kembali turun karena jumlah orang yang berada didalam ruangan sudah berkurang. Jika dibandingkan temperatur rata-rata ruangan pada gambar 4.11 dengan temperatur udara lingkungan pada gambar 4.12, evaporator dapat mendinginkan ruangan jauh dibawah temperatur udara lingkungan.

4.7 Pengukuran temperatur ruangan sesudah evaporator dipasang dan water heater diisi air penuh. Gambar 4.13 Grafik temperatur ruangan pada saat evaporator sudah dipasang dan water heater diisii air penuh. Gambar 4.14 Grafik temperatur rata-rata ruangan pada saat evaporator sudah dipasang dan water heater diisi air penuh.

Gambar 4.15 Grafik temperatur udara lingkungan dan radiasi matahari pada tanggal 7 Oktober 2011. Pengujian berikutnya adalah evaporator bekerja bersamaan dengan water heater disii air penuh. Pada gambar 4.13 ruangan dapat didinginkan oleh evaporator sampai suhu 23 o C dimana udara lingkungan mencapai temperatur 33 o C pada saat yang bersamaan. Pada titik dua temperatur mengalami penurunan yang signifikan pada pukul 11.00 WIB diakibatkan aliran udara yang keluar dari evaporator dimana titik dua berada pada dinding evaporator ditempatkan. Bila dibandingkan temperatur rata-rata ruangan dengan temperatur udara lingkungan, evaporator mampu mendinginkan ruangan secara bersamaan dengan water heater memanaskan air penuh.

4.8 Pengukuran temperatur ruangan sesudah evaporator dipasang dan water heater bersirkulasi. Gambar 4.16 Grafik temperatur ruangan pada saat evaporator sudah dipasang dan water heater bersirkulasi.

Gambar 4.17 Grafik temperatur ruangan pada saat evaporator sudah dipasang dan water heater bersirkulasi. Gambar 4.18 Grafik temperatur udara lingkungan dan radiasi matahari pada tanggal 8 Oktober 2011. Pengujian berikutnya evaporator bekerja bersamaan dengan water heater yang bersikulasi tanpa menggunakan pompa. Pada gambar 4.16 temperatur ruangan mengalami perubahan yang tidak konstan karena pada saat pengujian pintu ruangan utama sering dibuka dan ditutup untuk mensirkulasikan air. Hal ini mengakibatkan temperatur ruangan mengalami perubahan. Pada gambar 4.17 temperatur rata-rata ruangan yang didinginkan evaporator pada saat water heater bersirkulasi dapat mencapai temperatur 26 o C dan jika dibandingkan dengan temperatur udara lingkungan pada saat yang sama mencapai temperatur 30 o C. Ini

membuktikan evaporator tetap bisa mendinginkan ruangan walaupun water heater bekerja dengan bersirkulasi.

BAB V KESIMPULAN & SARAN 5.1 KESIMPULAN 1. Telah dirancang dan dibangun satu unit mesin pendingin siklus kompresi uap hibrid yang dilengkapi water heater untuk pengkondisian udara. 2. Evaporator yang dirancang bangun dapat melaksanakan tugasnya sesuai dengan yang direncanakan, yaitu: a. Temperatur ruangan rata-rata sebelum evaporator dipasang : 30,5 o C b. Temperatur ruangan rata-rata sesudah evaporator dipasang dan water heater tidak diisi air : 24 o C c. Temperatur ruangan rata-rata sesudah evaporator dipasang dan water heater diisi air setengah : 25 o C d. Temperatur ruangan rata-rata sesudah evaporator dipasang dan water heater diisi air penuh : 23 o C e. Temperatur ruangan rata-rata sesudah evaporator dipasang dan water heater bersirkulasi : 26 o C 3. Berdasarkan dari data pengujian terlihat bahwa evaporator tetap dapat menjalankan fungsinya mendinginkan ruangan. Hal ini berlaku baik pada saat water heater dikosongkan maupun diisi penuh. Kesimpulan yang dapat ditarik dari pengujian ini bahwa water heater tidak mempengaruhi

kinerja evaporator karena dengan penambahan komponen water heater efek refrigerasi evaporator semakin besar. 5.2 SARAN 1. Untuk pengujian lebih lanjut diharapkan memperbanyak titik pengukuran guna memperoleh hasil pengujian yang lebih baik. 2. Untuk pengujian lebih lanjut khusus untuk water heater bekerja dengan sirkulasi lebih baik digunakan pompa untuk keefektifan pengujian temperatur di dalam ruangan. 3. Saat dilakukan pengujian pintu ruangan sebaiknya ditutup atau frekuensi orang keluar masuk dikurangi.