Tempat dan Waktu Bahan dan Peralatan

8

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu

3.1.1. Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Lantai 4 gedung Magister Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun letak penelitian ini seperti ditunjukkan pada gambar berikut: Gambar 3.1. Tata Letak Lokasi Penelitian 3.1.2. Waktu Pelaksanaan Penelitian ini dilaksanakan selama 3 bulan, yaitu mulai bulan Februari 2015 sampai Mei 2015.

3.2. Bahan dan Peralatan

3.2.1. Bahan Pada penelitian ini, bahan pengujian yang digunakan adalah sebagai berikut: 1. Air murni Air yang dipakai dalam penelitian ini adalah air murni dan bersih. Sumber air tersebut diambil dari kran air PAM. Universitas Sumatera Utara 2. Refrigeran R-718 Refrigeran ini digunakan sebagai fluida kerja di dalam pipa tembaga. 3.2.2. Peralatan Peralatan-peralatan yang digunakan dalam pengujian ini adalah sebagai berikut: 1. Kolektor Pemanas Air Tenaga Surya Pada sistem pemanas air tenaga surya ini dapat dibagi atas tiga unit fungsional, yaitu: - Kolektor surya berfungsi untuk mengumpulkan radiasi matahari dan mengubahnya menjadi energi panas yang kemudian diteruskan ke refrigeran yang berada di pipa-pipa kolektor. - Reservoir air panas digunakan sebagai tempat penyimpan air panas sebelum digunakan. - Pipa-pipa sirkulasi. Untuk melakukan penelitian unjuk kerja alat pemanas air tenaga surya dengan tekanan refrigeran yang berbeda pada kondisi kerja yang sama seperti pada radiasi matahari, temperatur udara, kecepatan aliran, dimensi dan jenis bahan kolektor. Tiga pelat absorber dengan pipa panas yang diisi kasus kolektor yang sama. Setiap pelat absorber berisi dua pipa panas yang diisi dengan fluida kerja. Ketiga absorber tersebut diisi dengan refrigeran yang sama tetapi tekanan yang berbeda. Pipa panas tersebut terbuat dari bahan tembaga dengan diameter 34 in dan panjang 1050 mm. Setiap pelat absorber mempunyai ukuran ketebalan 0,8 mm, lebar 200 mm dan panjang 1000 mm dan juga terbuat dari tembaga yang dicat dengan warna hitam black body. Ketiga plat absorber dan pipa panas yang menyatu berada pada satu rumah kolektor dengan ukuran panjang kolektor 1150 mm dengan lebar 800 mm dan ketebalannya 200 mm. Isolator mempunyai ketebalan 100 mm dari pelat absorber dan 100 mm jarak antara kaca penutup dengan pelat absorber. Kaca penutup dibuat satu lapis. Pelat penyerap panas dengan pipa panas berada pada kedudukan yang sama tetapi setiap pipa tidak saling berhubungan dengan yang lain. Jarak antara pelat penyerap panas yang satu Universitas Sumatera Utara dengan yang lain adalah 50 mm. Jarak antara dua pipa sirkulasi atau pipa panas adalah 100 mm. Pipa sirkulasi dihubungkan langsung dengan pelat penyerap panas dengan solderan. Tiga tangki air berada dibagian bawah kolektor, dimana tangki yang satu dipisahkan dengan isolator terhadap tangki yang lain.Volume setiap tangki selalu diset 4 liter. Gambar 3.2 menunjukkan skema pemanas air tenaga surya dengan menggunakan media pemanas R-718 pada vakum 45 cmHg, 40 cmHg dan 35 cmHg. Gambar 3.2. Skema Pemanas Air Tenaga Surya dengan R-718 pada tekanan yang bervariasi 2. Pompa Vakum Pompa vakum digunakan untuk: 1. Memeriksa apakah ada kebocoran pada pipa sirkulasi 2. Untuk membuat vakum bagian dalam pipa sirkulasi supaya tidak ada udara yang tinggal di dalam pipa. Gambar 3.3 menunjukkan pompa vakum yang digunakan dalam penelitian ini. Universitas Sumatera Utara Gambar 3.3. Pompa Vakum Spesifikasi: Merek : ROBINAIR Model No. : 15601 Kapasitas : 142 lm Motor H.p : ½ Volt : 110-115 V 220-250 V 4. Manifold Gauge Manifold Gauge adalah alat yang digunakan untuk pengukur tekanan vakum pada saat pemvakuman. Adapun spesifikasi alat ini adalah : - Ukuran maksimum : 120 psi - Pengukuran minimum : 76 cmHg vakum - Ketelitian : 1 psi Bentuk peralatan ditunjukkan pada Gambar 3.4. Gambar 3.4. Manifold Gauge Universitas Sumatera Utara 5. Agilent34972 A Alat ini dihubungkan dengan termokopel yang dipasang pada titik-titik yang akan diukur temperaturnya. Pencatatan data pengukuran disimpan pada flashdisk yang dihubungkan pada bagian belakang alat ini. Gambar 3.5. Agilient 34972 A Spesifikasi Alat: a. Daya 35 Watt b. Jumlah saluran termokopel 20 buah c. Tegangan 250 Volt d. Mempunyai 3 saluran utama e. Ketelitian termokopel 0,03 C f. Dapat memindai data hingga 250 saluran per detik g. Mempunyai 8 tombol panel dan sistem kontrol h. Fungsional antara lain pembacaan suhu termokopel, Resistance Temperature Detector RTD, dan termistor, serta arus listrik AC 6. Laptop Laptop digunakan untuk menyimpan dan mengolah data yang diperoleh dari Hobo Microstation Data Logger dan Agilent 34972 A Universitas Sumatera Utara Gambar 3.6. Laptop 7. Hobo Microstation Data Logger Alat ini di hubungkan ke data logger untuk kemudian dihubungkan ke komputer untuk diolah datanya. Spesifikasi Alat : a. Skala pengoperasian: 20 o C-50 o C dengan baterai alkalin 40 o C-70 o C dengan baterai lithium b. Input Processor: 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: 512 kilobyte. Penyimpanan data nonvolatile flash f. Interval Pengukuran: 1 detik - 18 jam tergantung pengguna g. Akurasi Waktu: 0 detik - 2 detik Terdapat beberapa alat ukur pada Hobo Micro station data logger yaitu: Gambar 3.7. Hobo Microstation data logger Keterangan : 3 2 1 4 Universitas Sumatera Utara 1. Ambient Measurement Apparatus Alat ini digunakan untuk mengukur temperatur lingkungan sekitar. Satuan alat ukur ini adalah °C. Dengan spesifikasi: Tabel 3.1 Spesifikasi Measurement Apparatus Rentang pengukuran :-40 °C to 125 °C -40 °F to 257 °F Akurasi :±0,22 °C at 25 °C ±0.4 °F at 77 °F see Diagram Resolusi :0,02 °C 25 °C 0,04 °F 77 °F Penyimpangan :0,05 °Cyr + 0,1 °C1000 hrs above 100 °C Waktu Respon :Water: 3,5 minutes to 90 :Air: 10 minutes to 90 Moving at 1 msec Akurasi Waktu :±2 Minutes per Month at 25 °C 77 °F Sampling Rate :1 Second to 18 Hours Kapasitas penyimpanan data :43,000 12-bit SamplesReadings Konstruksi housing :316L Stainless Steel with O-ring seal Tekanankedalaman kerja :2200 psi 1500 m4900 ft maximum Lingkungan kerja :Air, Water, Steam 0 to 100 RH Berat :72 g 2,5 oz Dimensi :10,1 cm long x 1,75 cm diameter 2. Pyranometer Alat ini digunakan untuk mengukur radiasi matahari pada suatu lokasi. Satuan alat ukur ini adalah Wm 2 . Tabel 3.2 Spesifikasi Pyranometer Universitas Sumatera Utara Parameter pengukuran : Intensitas radiasi dengan interval 1 detik Rentang Pengukuran : 0 sampai 1280 Wm 2 Temperatur kerja : Temperature: -40° C to 75 °C -40° F to 167 °F Akurasi : ± 10,0 Wm 2 or ± 5. Tambahan temperatur error 0,38 Wm 2 °C from 25 °C 0,21 Wm 2 °F from 77 °F Resolusi : 1,5 Wm 2 Penyimpangan : ± 2 per Year Panjang kabel : 3 meters 9,8 ft Berat : 120 grams 4,0 oz Dimensi : 41 mm Height x 32 mm Diameter 1 58 x 1 14 3. Wind Velocity Sensor Alat ini digunakan untuk mengukur kecepatan angin. Satuan alat ukur ini adalah ms. Berikut adalah spesifikasi wind velocity sensor. Tabel 3.3 Spesifikasi Wind Velocity Sensor Parameter pengukuran -Kecepatan angin rata-rata -Kecepatan angin tertinggi Data Channels :2 Channel, 1 Port Rentang pengukuran :0 to 45 ms 0 to 100 mph Operasi kerja :Temperatur: -40 o C to 75 o C -40 o F to 167 o F Akurasi ±1.1 ms 2.4 mph atau 4 Resolusi :0,38 ms 0,85 mph Ambang batas awal :1 ms 2,2 mph Tabel 3.3 Spesifikasi Wind Velocity Sensor lanjutan Kecepatan angin maksimum :54 ms 120 mph Universitas Sumatera Utara 6 Radius pengukuran :3 Meter Housing :3 buah Anemometer dengan bantalan Teflon Bearings dan poros Hardened Beryllium Panjang kabel :3,0 Meters 10 ft Dimensi :190 cm x 51 cm 7,5 x 3,2 Berat :300 gram 10 oz 4. T and RH Smart Sensor Alat ini digunakan untuk mengukur kelembaban. Besarnya nilai yang diukur oleh alat ini dalam persen . Tabel 3.4 Spesifikasi T dan RH Smart Sensor Channel 1 Channel kelembapan Rentang pengukuran -40 °C - 100 °C -40 °F - 212 °F Akurasi ±0.2 °C - 0 °C sampai 50 °C ±0.36 °F 32 °C - 122 °F Resolusi ±0,03 °C dari 0 °C - 50 °C ±0,054°F dari 32°F - 122°F Penyimpangan ±0,1 °C 0,18 °Ftahun Waktu Respon kurang 2,5 Menit sampai RH 90 dalam 1 mdet gerakan udara Housing Stainless Steel Sensor Tip Pilihan operasi pengukuran Tersedia Kondisi Lingkungan Kabel dan Sensor Tahan air selama 1 tahun dengan Temperatur sampai 50 °C Berat w 17 Meter Cable: 880 grams 12,0 oz Dimensi 7 mm x 38 mm 0,28 x 1,50 - Sensor saja

3.3. Pelaksanaan Penelitian