commit to user
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
1. Refrigeran yang digunakan dalam penelitian ini adalah Refrigeran HFC 134-a Klea.
Gambar 3.1. Refrigeran HFC 134-a
2. Air laut
Tabel 3.1. Hasil pengujian kadar garam air laut yang digunakan No Parameter
Satuan Hasil Analisis Ketidakpastian
Metode 1
Kadar NaCl ppm
31342 0,0007
SNI 06-6989. 19- 2004
3.3 Alat Penelitian
Sistem desalinasi air laut berbasis pompa kalor terdiri atas: ·
Kompresor torak 2 silinder reciprocating compressor. ·
Evaporator. ·
Kondensor. ·
Katup ekspansi Thermal Expansion Valve. ·
Receiver dryer.
commit to user ·
Pressure gauge suction maupun discharge. ·
Motor listrik 3 phase, 3 HP. ·
Tangki penampungan air laut. ·
Rotameter air laut ·
Rotameter refrigerant ·
Pompa sentrifugal ·
Relay atau contactor ·
Termokopel ·
Power supply switching ·
Fan aksial ·
Humidifier ·
Sprinkler
Gambar 3.2. Skema unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi
commit to user Keterangan gambar:
1. Ruang pemanas udara 11. Fan aksial
2. Fan aksial 12. Bak penampung air laut
3. Humidifier 13. Sprinkler
4. Evaporator 14. Bak penampung air tawar
5. Evaporator 15. Bak penampung air tawar
6. Kompresor 7. Kondensor
8. Katup ekspansi 9. Fan aksial
10. Pompa sentrifugal
Gambar 3.3. Skema unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi
commit to user
Gambar 3.4. Unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi
Spesifikasi komponen a. Pompa Kalor
· 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
commit to user ·
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
· Receiver
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.
Gambar 3.7. Receiver
commit to user ·
Katup ekspansi Katup ekspansi ini akan mengatur jumlah aliran refrigeran yang diuapkan di
evaporator dan memastikan bahwa refrigeran dalam bentuk superheated yang keluar evaporator.
Gambar 3.8. Katup ekspansi
· 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
· Motor listrik 3 HP
Motor listrik 3 HP ini digunakan untuk menggerakkan kompresor.
Gambar 3.11. Motor listrik 3 HP
commit to user ·
Pressure gauge Pressure gauge ini untuk mengetahui tekanan pada kompresor, kondensor,
dan evaporator.
Gambar 3.12. Pressure gauge
b. Alat humidifikasi dan dehumidifikasi ·
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 3.13. Humidifier
· Dehumidifier
Dehumidifier berfungsi sebagai tempat terjadinya proses pengembunan. Dehumidifier pada penelitian ini adalah evaporator pada pompa kalor yang
berjumlah 2 buah yang dipasang paralel.
commit to user
Gambar 3.14. Dehumidifier ·
Sprinkler
Sprinkler ini 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 4 buah yang dipasang di atas humidifier, disusun membentuk persegi dengan jarak antar sprinkler 16,5
cm.
Gambar 3.15. Sprinkler
· Fan aksial
Fan ini digunakan untuk mengalirkan udara dalam unit desalinasi. Pada penelitian ini digunakan fan tipe aksial.
Gambar 3.16. Fan aksial
commit to user c. 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. Pompa yang digunakan berjumlah 2 buah yang disusun secara seri.
Gambar 3.17. 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”
d. 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 mV C dan diameter 0,1 mm.
Gambar 3.18. Thermokopel tipe T
commit to user
Gambar 3.19. Pemasangan termokopel tipe T pada pipa
e. Display Termokopelthermocouple reader Alat ini digunakan untuk menunjukkan temperatur yang diukur oleh sensor
termokopel.
Gambar 3.20. Display Termokopel f.
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
commit to user ·
Accuracy : + 2
· Repeatability
: + 0,25 full scale ·
Mounting : vertical
Gambar 3.21. Flowmeter
g. Thermostat Thermostat ini digunakan untuk mengatur temperatur air laut yang masuk
ke humidifiertemperatur feed water dan menjaganya dalam kondisi konstan.
Gambar 3.22. Thermostat
h. Thermostat kompresor Thermostat ini digunakan untuk menjaga temperatur coil evaporator dengan
memutus dan menyambung arus pada kopling kompresor.
Gambar 3.23. Thermostat kompresor
commit to user i. Relay atau kontaktor
Relay atau kontaktor ini dihubungkan ke thermocouple reader untuk memutus arus pada pemanas air elektrik
Gambar 3.24. Relay atau kontaktor
j. Termometer Termometer yang digunakan dalam penelitian ini adalah termometer digital
untuk mengukur temperatur ruangan.
Gambar 3.25. Termometer digital
k. Power Supply Switching Circuit Digunakan sebagai penyuplai arus listrik ke seluruh sistem dimana input
tegangan 220 V – 240 V, output tegangan dan arus yang dihasilkan 12 – 13,8V, 40A DC. Pada penelitian ini Switching Circuit yang digunakan berjumlah 2 buah
dengan output arus 40A DC dan 22A DC.
Gambar 3.26. Power supply switching circuit
commit to user l. Timbangan digital digital scale
Timbangan digital ini digunakan untuk menimbang massa air tawar fresh water yang telah dihasilkan.
Gambar 3.27. Timbangan digital.
m. Stopwatch Stopwatch digunakan untuk mencatat selang waktu yang diperlukan dalam
produksi air tawar
Gambar 3.28. Stopwatch
n. Gelas Ukur Gelas ukur digunakan untuk menampung jumlah air tawar fresh water
yang dihasilkan oleh sistem pada selang waktu tertentu.
Gambar 3.29. Gelas Ukur
commit to user o. Pemanas air elektrik Electric Water Heater
Pemanas ini digunakan untuk memanaskan air laut dalam bak penampung. Pemanas yang digunakan berjumlah 3 buah.
Gambar 3.30. Pemanas air elektrik Electric Water Heater
p. Bak penampung air laut Digunakan untuk menampung air laut.
Gambar 3.31. Bak penampung air laut
q. Bak penampung air tawar fresh water Digunakan untuk menampung air tawar fresh water yang telah dihasilkan.
Gambar 3.32. Bak penampung air tawar fresh water
commit to user r. Katup bola Ball valve
Digunakan untuk mengatur laju aliran volumetrik air laut yang diumpankan.
Gambar 3.33. Katup bola Ball valve
s. Rotameter Digunakan untuk mengukur laju aliran volumetrik air laut yang
diumpankan.
Gambar 3.34. Rotameter
3.4 Peralatan Pendukung dalam Sistem Desalinasi
Kategori