4.3 Efisiensi Termal Kolektor
ɳ
Sebelum menentukan efisiensi termal kolektor terlebih dahulu dihitung kerugian energi kolektor dengan persamaan :
a i
L
T T
U −
................................... 4.20 dimana : U
L
= koefisien kerugian Wm
2
.K T
a
= temperatur lingkungan
o
K T
i
= temperatur air garam masuk kolektor
o
K Sehingga diperoleh kerugian energi dalam satu jam :
2
072 ,
3600 17
, 30
61 ,
35 674
, 3
m MJ
x T
T U
a i
L
= −
= −
Energi yang diperoleh dihitung dengan persamaan[39] :
[ ]
a i
L R
u
T T
U S
AF Q
− −
=
...................................... 4.21 Sehingga energi yang diperoleh :
[ ]
[ ]
MJ Q
x x
x x
Q T
T U
S AF
Q
u u
a i
L R
u
008 ,
2 072
, 076
, 2
81 ,
536 ,
23 ,
1 77
, 27
, 1
77 ,
909 ,
= −
+ +
= −
− =
Untuk menghitung efisiensi termal kolektor digunakan persamaan[40] :
T u
AI Q
=
η ......................................... 4.22
Maka diperoleh efisiensi termal kolektor antara jam 9.00-10.00 sebesar :
72 ,
806 ,
536 ,
44 ,
1 77
, 49
, 1
77 ,
008 ,
2 =
+ +
= =
jam T
u jam
x x
x AI
Q η
η
Sedangkan efisiensi harian diperoleh dengan persamaan :
∑ ∑
=
T u
harian
I A
Q .
η
Berikut adalah hasil analisa untuk pengujian pertama, kedua, dan ketiga. Tabel 4.10 Hasil analisa untuk pengujian pertama dengan jarak kaca 60 mm terhadap absorber
Tabel 4.11 Hasil analisa untuk pengujian kedua dengan jarak kaca 50 mm terhadap absorber
No Jam
I
T
MJm
2
S MJm
2
UL Wm
2
K F
F FR
UlT
i
-T
a
MJm
2
Qu MJ
ɳ
Jam
Timur Barat
Utaraselatan Timur
Barat Utaraselatan
1 9-10
1,405 1,361
0,902 1,353
0,624 0,552
2,623 0,954 0,939 0,933
0,058 1,584
0,61 2
10-11 2,596
2,269 1,451
2,501 1,741
0,888 3,004
0,948 0,931 0,925 0,100
3,270 0,72
3 11-12
1,648 1,610
1,069 1,564
1,447 0,655
2,893 0,949 0,934 0,928
0,148 2,191
0,71 4
12-13 1,965
1,874 1,235
1,766 1,777
0,756 3,084
0,946 0,930 0,923 0,179
2,550 0,70
5 13-14
2,265 2,064
1,339 1,737
1,988 0,820
3,238 0,944 0,927 0,920
0,215 2,632
0,65 6
14-15 1,118
1,106 0,738
0,512 1,066
0,451 2,961
0,948 0,933 0,926 0,223
0,920 0,44
7 15-16
0,227 0,226
0,151 0,007
0,215 0,093
2,503 0,956 0,942 0,937
0,183 -0,151
0,35 Σ
11,224 10,511
6,886 9,440
8,857 4,215
12,997
ɳ
harian
= 0,64 No
Jam I
T
MJm
2
S MJm
2
UL Wm
2
K F
F FR
UlT
i
-T
a
MJm
2
Qu MJ
ɳ
Jam
Timur Barat
Utaraselatan Timur
Barat Utaraselatan
1 9-10
1,498 1,443
0,948 1,443
0,661 0,580
2,793 0,937
0,917 0,910
0,108 1,553
0,56 2
10-11 2,032
1,913 1,243
1,957 1,467
0,761 2,979
0,931 0,910
0,902 0,161
2,445 0,66
3 11-12
1,896 1,824
1,198 1,798
1,639 0,733
2,955 0,930
0,910 0,902
0,213 2,342
0,67 4
12-13 1,628
1,596 1,057
1,463 1,514
0,647 2,875
0,933 0,913
0,905 0,237
1,942 0,64
5 13-14
1,101 1,095
0,730 0,845
1,055 0,447
2,847 0,936
0,917 0,910
0,239 1,098
0,53 6
14-15 0,620
0,619 0,414
0,284 0,596
0,253 2,744
0,940 0,922
0,915 0,221
0,325 0,28
7 15-16
0,920 0,907
0,603 0,027
0,860 0,369
2,696 0,937
0,919 0,911
0,217 0,392
0,23 Σ
9,695 9,397
6,193 7,818
7,793 3,790
10,097
ɳ
harian
= 0,56
Tabel 4.12 Hasil analisa untuk pengujian ketiga dengan jarak kaca 40 mm terhadap absorber
No Jam
I
T
MJm
2
S MJm
2
UL Wm
2
K F
F FR
UlT
i
-T
a
MJm
2
Qu MJ
ɳ
Jam
Timur Barat
Utaraselatan Timur
Barat Utaraselatan
1 9-10
2,225 1,928
1,248 2,143
0,883 0,764
3,013 0,947 0,931 0,925
0,102 2,339
0,60 2
10-11 2,429
2,155 1,403
2,340 1,653
0,859 3,133
0,945 0,929 0,922 0,149
2,975 0,69
3 11-12
1,677 1,633
1,086 1,590
1,467 0,665
2,917 0,949 0,933 0,927
0,178 2,171
0,69 4
12-13 1,478
1,457 0,972
1,328 1,382
0,595 2,945
0,949 0,933 0,927 0,206
1,832 0,66
5 13-14
1,555 1,515
1,008 1,193
1,459 0,617
3,035 0,947 0,931 0,925
0,228 1,757
0,61 6
14-15 0,939
0,932 0,623
0,430 0,898
0,381 2,933
0,949 0,933 0,927 0,217
0,719 0,41
7 15-16
0,924 0,909
0,606 0,027
0,862 0,371
2,857 0,950 0,935 0,929
0,206 0,424
0,24 Σ
11,226 10,530
6,946 9,051
8,606 4,251
12,218
ɳ
harian
= 0,60
Gambar 4.13 Grafik energi Qu terhadap waktu
Gambar 4.14 Grafik efisiensi termal kolektor vs waktu
4.4 Perhitungan Daya Pompa
Perhitungan daya yang dibutuhkan pompa perlu untuk menghitung daya yang diperlukan dan menghitung biaya energi yang dikeluarkan untuk pompa.
Terlebih dahulu dihitung head pompa dengan persamaan :
1 2
Z Z
h H
L p
− +
=
.................................... 4.23 Dengan head losses :
m f
L
h h
h +
= .............................................4.24
g v
d l
f h
f
2 .
.
2
=
dan
g v
K h
m
2
2
∑
= C
T
o
09 ,
43 2
19 ,
59 27
= +
=
−
Dari lampiranC-1 diperoleh: ρ = 1080,53 kgm
3
dan dari lampiran C-4 µ = 0,842
x 10
-3
kgms. Bahan pipa adalah Galvanized Iron dengan
ε = 0,00015 m. Diameter dalam pipa = 0,01 m, maka
015 ,
01 ,
00015 ,
= =
D
ε
Kecepatan air garam diperoleh :
s m
x x
x A
m v
414 ,
1 01
, 53
, 1080
12 ,
4 .
4
2 .
= =
= π
ρ
Bilangan Reynold :
Turbulent R
x x
x D
v R
e i
e
72 ,
18145 10
842 ,
01 ,
414 ,
1 53
, 1080
. .
3
= =
=
−
µ ρ
Maka dari diagram Moody pada lampiran D diperoleh f = 0,044
m h
x x
x g
v d
l f
h
f f
326 ,
10 806
, 9
2 414
, 1
01 ,
02 ,
23 044
, 2
. .
2 2
= =
=
Untuk menghitung kerugian minor h
m
, kita harus mengetahui jenis peralatan yang digunakan sehingga diperoleh koefisien kerugian.
Tabel 4.13 Perhitungan koefisien kerugian minor
No Jenis Peralatan
Jumlah Nilai K
Total K 1
Elbow 90
o
reguler 27
32 D 8.64
2 Katub bola 1
1 8.20
8.20 3
Saluran masuk 1
0.45 0.45
4 Saluran keluar
1 1.00
1.00 5
Membesar secara berkala 1
0.99 0.99
6 Mengecil secara berkala
1 0.07
0.07 Total
19.351
Maka,
m x
h g
v K
h
m m
39 ,
1 806
, 9
2 414
, 1
351 ,
19 2
2 2
= =
=
∑
Kategori