BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Penelitian yang Pernah Dilakukan
Penelitian pompa air energi surya memperlihatkan bahwa waktu pengembunan uap dipengaruhi oleh temperatur dan debit air pendingin masuk
kondensor Sumathy et. al., 1995. Penelitian secaara teoritis pompa air energi surya dengan dua macam fluida kerja, yaitu n-pentane dan ethyl ether
memperlihatkan bahwa efisiensi pompa dengan ethyl ether 17 lebih tinggi dibanding n-pentane untuk tinggi head 6 m Wong, 2000. Penelitian pompa
energi panas berbasis motor stirling dapat secara efektif memompa air dengan variaso head antara 2-5 m Mahkamov, 2003. Penelitian pompa air energi panas
oleh Smith menunjukan bahwa ukuran kondenser yang sesuai dapat meningkatkan daya output sampai 56 Smith, 2005. Penelitian pompa air energi surya dengan
menggunakan model matematis memperlihatkan unjuk kerja pompa detentukan oleh fraksi uap dari siklus.
Pada Gambar 2.1 penelitian menggunakan volume evaporator 26 cc menghasilkan daya pemompaan 0,119 watt dan efisiensi 0,152 untuk head 1,75 m Widagdo,
2009.
Gambar 2.1 Skema pompa 5nergy panas menggunakan pendingin Widagdo, 2009
Pada Gambar 2.2 daya pemompaan terbesar terjadi pada head 3,25 m dengan volume eter 844 ml yaitu sebesar 0,335 watt, efisiensi pompa terbesar terjadi pada
variasi head 1,7m dengan volume eter 653 ml yaitu sebesar 0.054.
Gambar 2.2 Skema pompa air 5nergy surya menggunakan kotak pendingin Sugiarto, 2012
Pada Gambar 2.3 penelitian menggunakan volume evaporator 110 cc
menghasilkan daya pemompaan 0,029 watt dan efisiensi 0,043 untuk head 1,8 m, diameter selang osilasi 38 inci Martanto, 2010.
Gambar 2.3 Skema pompa energi panas menggunakan dua evaporator paralel Martanto, 2010
Pada Gambar 2.4 penelitian menggunakan volume evaporator 285 cc menghasilkan daya pemompaan 0,359 watt dan efisiensi 0,082 untuk head 2,5
m dan selang osilasi 38 inci Lukito, 2009.
Gambar 2.4 Skema pompa energi panas menggunakan dua pipa hisap dan dua evaporator paralel Lukito, 2009
2.2 Dasar Teori
Pompa air energi termal pada umumnya terdiri dari tiga jenis, yaitu pulsa jet water pulse jet, fluidyn pump, dan jenis nifte pump. Pompa air energi termal
umumnya terdiri dari beberapa komponen, yaitu pengerak pompa air, evaporator, saluran hisap, dan saluran tekan. Pemanfaatan energi surya untuk menghasilkan
energi mekanik penggerak pompa air dapa dikelompokkan menjadi dua yaitu metode termodinamik dan metode konversi langsung. Pada metode termodinamik,
energi termal surya dikumpulkan menggunakan kolektor termal baik jenis pelat datar maupun fokus. Energi termal digunakan untuk menaikkan temperatur dan
tekanan fluida kerja. Fluida kerja dengan temperatur dan tekanan tinggi ini dimanfaatkan secara langsung maupun secara tidak langsung untuk menghasilkan
energi mekanik. Energi mekanik yang dihasilkan dimanfaatkan untuk menggerakkan pompa air. Pompa air dengan disain khusus dapat dikelompokkan
berdasarkan media pendingin uap fluida kerjanya yaitu berpendingin udara atau air. Pada metode konversi lagsung energi surya dikonvrsikan menjadi energi
listrik dengan photovoltaic, thermoelektrik atau thermionik, energi listrik yang dihasilkan digunakan motor listrik untuk menggerakkan pompa air. Pada
penelitian ini digunakan dietil eter diethyl ether. Pada bagian evaporator terdapat selubung pipa yang berguna sebagai tempat penerima panas berupa uap air yang
berasal dari pemanasan air. Di dalam evaporator terdapat fluida kerja berupa eter, karena menerima panas dari uap air maka dietil eter akan menguap, titik didih
dietil eter sekitar 36 C. Karena eter dalam evaporator menguap, maka tekanan
dalam pompa akan naik dan akan mendorong air yang berada di pompa benam
naik ke tangki penampung. Uap dietil eter akan masuk kedalam kondensor dan mengalami pendinginan, sehingga uap dietil eter akan mengembun. Karena
terjadinya pengembunan maka tekanan di dalam pompa akan turun sampai pada kondisi tekanan sebelum dimulai penguapan dietil eter, sehingga menyebabkan air
yang berasal dari sumber air akan terhisap masuk ke dalam pompa benam, bersamaan dengan hal ini, dietil eter akan kembali ke dalam evaporator untuk
dipanaskan kembali. Siklus seperti ini terjadi berulang-ulang selama masih ada sumber panas dari uap air. Setiap satu langkah tekan pompa pada proses
penguapan dietil eter dan satu langkah hisap pada proses pengembunan uap dietil eter dapat disebut satu siklus pemompaan. Pada pompa benam dilengkapi
dengan dua katup searah, yang masing-masing pada sisi hisap dan pada sisi tekan. Katup berfungsi agar langkah tekan hanya mengalir ke tangki penampung dan
katup pada bagian sisi hisap berfungsi untuk menghisap air yang berasal dari tangki sumber air. Debit yang didapatkan berasal jumlah volume yang dihasilkan
tiap satuan waktu dapat dihitung dengan persamaan : Q =
� �
soemitro,1986 1
dengan : V
= volume air keluar m
3
t = waktu yang diperlukan detik
Q = Debit pemompaan
�
3
det
Daya pemompaan dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
�
�����
= � . � . �. � soemitro,1986 2
dengan: ρ = massa jenis air
kg
�
3
g = percepatan gravitasi
m
���
2
Q = debit pemompaan
�
3
��� H
= head pemompaan m P
pompa
= daya watt
Daya pemanasan dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan sebagai berikut
P
pemanasan
= m
eter
. hfg
eter
Cengel,2008 3 t
pemanasan
dengan :
m
eter
= massa eter Kg hfg
= kalor laten penguapan KJKg t
pemanasan
= waktu pemanasan detik P
pemanasan
= Daya pemanasan watt
Efisiensi pompa adalah perbandingan antara daya pemompaan yang dihasilkan dengan besarnya daya pemanasan .
Efisiensi pompa dapat dihitung dengan persamaan :
η
pompa
=
���� ����� ���� ���������
.100 soemitro,1986 4
Tekanan dalam tabung tekan udara dapat dihitung dengan persamaan : P
1 .
V
1
= P
2
. V
2
soemitro,1986 5
P
2
= P
1
. V
1
V
2
dengan P
1
= Tekanan udara awal 1bar V
1
= Volume udara awal liter V
2
= Volume udara akhir liter P
2
= Tekanan yang dihasilkan bar
11
BAB III METODE PENELITIAN
Kategori