Dalam menentukan persamaan bilangan Nusselt yang digunakan pada konveksi dalam pipa maupun luar pipa, bilangan Rayleigh Ra sebelumnya
ditentukan terlebih dahulu. Bilangan Rayleigh Ra dapat dicari dengan menggunakan persamaan :
Ra = g β T
S
- T∞ δ
3
Pr ⱴ
2
6 dengan β adalah koefisien volume ekspansi, T
S
adalah temperatur permukaan temperatur minyak atau evaporator rata-rata
, T∞ adalah temperatur permukaan pipa yang didapatkan dengan metode iterasi
, dan ⱴ adalah viskositas kinematik fluida.
Efisiensi pompa merupakan perbandingan antara daya pompa dengan daya pemanas. Efisiensi pompa dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
100
pemanas pompa
pompa
P P
7
Efisiensi termal merupakan perbandingan antara daya pemanas output dengan daya pemanas input. Efisiensi termal dapat dihitung dengan persamaan
sebagai berikut :
100
input pemanas
output pemanas
termal
P P
8
Kompresi udara tekan merupakan besarnya tekanan yang terjadi akibat perubahan volume udara pada massa udara tetap dalam tabung udara tekan
Cengel, 2008. Kompresi udara tabung tekan dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
2 1
1 2
V P
V P
9
dengan P
1
adalah tekanan udara awal, P
2
adalah kompresi udara tekan, V
1
adalah volume udara awal, dan V
2
adalah volume udara akhir.
2.3 Penelitian yang Terdahulu
Penelitian pompa air energi surya termal menunjukkan bahwa waktu yang diperlukan untuk pengembunan uap fluida kerja dipengaruhi debit dan temperatur
air pendingin masuk ke kondensor Sumathy et. al., 1995. Prototipe pompa air energi surya termal yang bekerja dengan siklus Rankin diuji dengan menggunakan
fluida kerja refrijeran R 113 untuk mengetahui unjuk kerjanya Spindler et. al., 1996. Penelitian unjuk kerja pompa air energi surya termal dengan menggunakan
kolektor pelat datar seluas 1 m
2
, pada variasi head 6, 8, dan 10 m menunjukkan bahwa ukuran vesel uap fluida kerja berpengaruh pada unjuk kerja pompa
Sumathy, 1999. Penelitian secara teoritis pompa air energi surya termal dengan menggunakan dua fluida kerja, yaitu n-pentane dan ethyl ether menunjukkan
bahwa efisiensi pompa dengan fluida kerja ethyl ether lebih tinggi 17 dibanding n-pentane pada head 6 m Wong, 2000. Analisa termodinamika untuk
mengetahui unjuk kerja pompa air energi surya termal pada beberapa ketinggian head menunjukkan bahwa jumlah siklus tiap satu hari tergantung waktu yang
diperlukan untuk pemanasan fluida kerja dan waktu yang diperlukan untuk pengembunan uap. Waktu pemanasan tergantung pada jumlah fluida awal dalam
sistem. Waktu pendinginan tergantung pada luasan optimum koil pendingin
Wong, 2001a. Penelitian pompa air energi surya dengan menggunakan kolektor pelat datar sederhana seluas 1 m
2
dengan fluida kerja ethyl ether menghasilkan kapasitas pemompaan 700-1400 literhari tergantung ketinggian head 6-10 m.
Efisiensi sistem mencapai 0,34-0,42 Wong, 2001b. Penelitian pompa air energi surya termal dengan menggunakan metode matematis menunjukkan unjuk
kerja pompa ditentukan oleh fraksi uap dari siklus yang terjadi. Naiknya temperatur maksimum pemanasan meningkatkan daya pemompaan, sementara
penurunan efisiensi disebabkan oleh kerugian panas karena proses penguapan dan pengembunan air Mahkamov, 2005.
