Tempat Penelitian Bahan Penelitian Alat Penelitian

commit to user 30

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Perpindahan Panas dan Termodinamika, Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

3.2. Bahan Penelitian

a. Refrigeran yang digunakan dalam penelitian ini adalah refrigeran HFC 134-a Klea. Gambar 3.1 Refrigeran HFC 134-a b. Air laut Tabel 3.1 Hasil pengujian kadar garam air laut No Parameter Satuan Hasil Analisis Ketidakpastian Metode 1 Kadar NaCl ppm 31.342 0,0007 SNI 06-6989. 19-2004

3.3. Alat Penelitian

Sistem desalinasi air laut berbasis pompa kalor terdiri atas: ƒ Kompresor torak reciprocating compressor ƒ Evaporator ƒ Kondensor ƒ Katup ekspansi Thermal Expansion Valve ƒ Receiver dryer ƒ Pressure gauge suction maupun discharge ƒ Motor listrik 3 phase, 3 HP ƒ Tangki penampungan air laut commit to user 31 ƒ Fan ƒ Rotameter air ƒ Flowmeter refrigeran ƒ Penampung air tawar ƒ Power Supply Switching ƒ Pompa sentrifugal ƒ Thermostat ƒ Relay atau kontaktor ƒ Pemanas udara ƒ Termokopel ƒ Sprinkler Gambar 3.2 Skema unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan humidifikasi dan dehumidifikasi Keterangan gambar : 1. Pemanas udara 5. Kompresor 9. Penampung air laut 2. Fan aksial 6. Kondensor 10. Penampung air tawar 3. Humidifier 7. Katup ekspansi 11. Sprinkler 4. EvaporatorDehumidifier 8.Pompa sentrifugal 12. Bak air laut Aliran Refrigeran Aliran Air laut Aliran Udara commit to user 32 Gambar 3.3 Gambar 3D unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi Gambar 3.4 Unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi commit to user 33 Spesifikasi komponen : a. Kompresor Kompresor berfungsi mengalirkan uap panas lanjut refrigeran serta menaikkan tekanan refrigeran dari tekanan evaporasi ke tekanan kondensasi. Kompresor yang dipakai dalam penelitian ini adalah merk Nippon Denso tipe torak 2 silinder. Gambar 3.5 Kompresor b. Kondensor Kondensor digunakan untuk mendinginkan dan menyerap panas dari gas refrigeran yang telah ditekan oleh kompresor hingga bertemperatur dan bertekanan tinggi, sehingga mengubah gas menjadi cair kembali. Kondensor pada penelitian ini adalah kondensor AC mobil dengan dimensi panjang 58 cm, lebar 36 cm dan tebal 1,5 cm. Gambar 3.6 Kondensor c. Receiver dryer Receiver adalah komponen yang digunakan untuk menyimpan atau menampung sementara cairan refrigeran untuk kemudian mensuplainya sesuai dengan beban pendinginan. Dryer dan filter di dalam receiver akan menyerap air dan kotoran yang ada di dalam refrigeran. commit to user 34 Gambar 3.7 Receiver dryer d. Katup ekspansi Expansion Valve Katup ekspansi akan mengatur jumlah aliran refrigeran yang diuapkan di evaporator dan memastikan bahwa refrigeran dalam bentuk uap panas lanjut superheated yang keluar evaporator. Gambar 3.8 Katup ekspansi e. Evaporator Fungsi dari sebuah evaporator adalah untuk menyediakan sebuah luasan permukaan yang besar untuk mengijinkan udara hangat mengalir melaluinya melepaskan energi panasnya ke refrigeran yang berada di dalam evaporator dan mendinginkan udara. Evaporator yang digunakan pada penelitian ini adalah tipe window 2 PK berjumlah 2 buah yang di pasang secara paralel. Gambar 3.9 Evaporator commit to user 35 f. Humidifier Humidifier berfungsi sebagai tempat terjadinya proses humidifikasi antara air laut dengan udara. Humidifier yang digunakan terbuat dari aluminium dengan dimensi panjang 30 cm, lebar 37 cm, tinggi 35 cm yang disusun secara sejajar sebanyak 72 buah dengan jarak antar plat 5 mm dan sudut elevasi 45 tiap gelombangnya. Gambar 3.10 Humidifier g. Dehumidifier Dehumidifier berfungsi sebagai tempat terjadinya proses pengembunan. Dehumidifier pada penelitian ini adalah evaporator pada pompa kalor yang berjumlah 2 buah. Gambar 3.11 Dehumidifier h. Sprinkler Sprinkler digunakan untuk menyemburkan air laut berbentuk kabut di atas humidifier sehingga luas permukaan kontak antara air laut dan udara panas menjadi lebih besar. Sprinkler pada penelitian ini berjumlah 5 buah yang dipasang di atas humidifier, disusun membentuk persegi dengan jarak antar sprinkler 16,5 cm. commit to user 36 Gambar 3.12 Sprinkler i. Motor listrik 3 HP Motor listrik 3 HP ini digunakan untuk menggerakkan kompresor. Gambar 3.13 Motor listrik 3 HP j. Pressure gauge Pressure gauge ini untuk mengetahui tekanan pada kompresor, kondensor, dan evaporator. Gambar 3.14 Pressure gauge k. Fan Fan ini digunakan untuk mengalirkan udara dalam unit desalinasi. Pada penelitian ini digunakan fan tipe aksial. commit to user 37 Gambar 3.15 Fan axial l. Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal digunakan untuk memompa air laut dari bak penampung air laut menuju ke sprinkler melalui selang penghubung. Pompa ini sekaligus memberikan tekanan penyemprotan dari sprinkler. Gambar 3.16 Pompa sentrifugal Tabel 3.2 Spesifikasi pompa MOSWELL Model 125C Voltase Frekuensi 220V 50Hz Output 100W Total Head 31 m Max. Capacity 34 Lm Max. Suction Head 9 m Size 1” x 1” m. Rotameter air Rotameter digunakan untuk mengukur debit dari aliran air laut. Rotameter diletakkan antara pompa air laut dengan sprinkler sehingga debit air laut yang masuk ke dalam unit dapat diatur. commit to user 38 Gambar 3.17 Rotameter air laut n. Flowmeter refrigeran Flowmeter digunakan untuk mengukur debit dari aliran refrigeran. Flowmeter diletakkan di antara receiver dan katup ekspansi dengan tujuan agar refrigeran yang mengalir adalah dalam fase cair jenuh. Data yang diperoleh harus dikalibrasi dengan Flowmeter Calibration Data, yang tercantum dalam lampiran. Flowmeter yang digunakan adalah Variable Area Glass Flowmeter Dwyer tipe VA20440 dengan spesifikasi: • Service : Compatible gases or liquid • Flowtube : Borosilicate glass • Floats : Stainless steeel • End fittings : Anodized Alumunium • O-rings : Fluoroelastomer • Connections : Two 18 ” female NPT • Temperature limits : 121 o C • Accuracy : + 2 • Repeatability : + 0,25 full scale • Mounting : vertical • Gambar 3.18 Flowmeter refrigeran o. Pemanas udara Pemanas udara digunakan untuk menjaga temperatur udara dalam saluran duct konstan yang terhubung dengan kontaktor. commit to user 39 Gambar 3.19 Pemanas udara p. Termokopel Termokopel ini digunakan untuk mengukur temperatur refrigeran di dalam sistem refrigerasi. Termokopel yang digunakan dalam penelitian ini adalah termokopel tipe T dengan paduan dari copper dan constantan dengan range temperatur pengukurannya -200 C sampai 350 C. Termokopel ini memiliki ketelitian sampai + 0,03 C dengan sensitifitas ∼43 µV C dan diameter 1 mm. Gambar 3.20 Termokopel tipe T Gambar 3.21 Pemasangan termokopel tipe T pada pipa q Display termokopelthermocouple reader Alat ini digunakan untuk menunjukkan temperatur yang diukur oleh sensor termokopel. commit to user 40 Gambar 3.22 Display termokopel r. Thermostat Thermostat digunakan untuk mengatur temperatur air laut feed water yang masuk ke humidifier dan menjaganya dalam kondisi konstan. Gambar 3.23 Thermostat s. Relay atau kontaktor Relay atau kontaktor dihubungkan ke thermocouple reader untuk memutus arus pada pemanas air elektrik. Gambar 3.24 Relay atau kontaktor t. Termometer Termometer yang digunakan dalam penelitian ini adalah termometer digital untuk mengukur temperatur ruangan. commit to user u t v t b u.Termomet Term temperatur b v.Power Su Digun tegangan 22 10A DC – berjumlah 2 ter bola basa mometer bol bola basah u upply Switch nakan sebaga 20 V – 240 V 50A DC. buah denga Gam Gambar 3.2 ah a basah dal dara di dalam Gambar 3.26 hing Circuit ai pensuplai V, output te Pada penel an output aru mbar 3.27 Pow 25 Termomet lam penelitia m duct. 6 Termometer i arus listrik egangan dan litian ini Sw us 40A DC d wer supply sw ter digital an ini digun r bola basah k ke unit de arus yang d witching Ci dan 22A DC. witching circu nakan untuk esalinasi dim dihasilkan 1 ircuit yang . uit 41 k membaca mana input 2 – 13.8V, digunakan commit to user 42 w. Timbangan digital digital scale Timbangan digital ini digunakan untuk menimbang massa dari air tawar yang telah dihasilkan dan massa refrigeran. Gambar 3.28. Timbangan digital x. Stopwatch Stopwatch digunakan untuk mengetahui berapa lamanya waktu yang diperlukan unit desalinasi dalam menghasilkan air tawar fresh water. Gambar 3.29 Stopwatch y. Gelas Ukur Gelas ukur digunakan untuk menampung jumlah air tawar fresh water yang dihasilkan oleh unit desalinasi pada selang waktu tertentu. Gambar 3.30 Gelas ukur commit to user 43 z. Pemanas air elektrik Electric Water Heater Pemanas ini digunakan untuk memanaskan air laut dalam bak penampung. Pemanas yang digunakan berjumlah 7 buah dengan daya 1000 W dan 500 W. Gambar 3.31 Pemanas air elektrik electric water heater aa. Bak penampung air laut Digunakan untuk menampung air laut. Gambar 3.32 Bak penampung air laut bb. Bak penampung air tawar fresh water Digunakan untuk menampung air tawar fresh water yang telah dihasilkan kemudian dialirkan ke gelas ukur. Gambar 3.33 Bak penampung air tawar fresh water commit to user 44

3.4 Peralatan pendukung dalam unit desalinasi