Perancangan Insulasi Tangki 1. Material Insulasi

Maka: ℎ = 2,8 + 32,28 = 9,64 . Berdasarkan harga-harga k dan h w di atas maka jari-jari kritis insulasi adalah: = = 0,038 . 9,64 . = 0,00394 = 3,94 Hasil perhitungan menunjukan bahwa jari-jari kritis jauh lebih kecil dari pada jari-jari luar tangki = 122,4 mm. Oleh karena itu berapapunpenambahan insulasi akan memperbesar hambatan total mengurangi heat loss ke lingkunganIncropera dkk, 2007. 4.3.3. Tebal Insulasi Untuk mengetahui kalor total yang hilang dan koefisien perpindahan panas secara keseluruhan di setiap tahapannya maka perlu dilakukan perhitungan tahanan totalnya. Diketahui bahwa suhu air T i 90 °C, suhu di lingkungan T ∞ 32,55 °C, panjang tangki 125 cm, koefisien perpindahan kalor konveksi lingkungan adalah 9,64 Wm 2 .K, jari-jari luat tangki r 1 sebesar 0,127 m. Dengan asumsi tebal insulasi 1 cm maka temperatur permukaan insulasi diketahui dari persamaan 2.27. = ⎣ ⎢ ⎢ ⎢ ⎡ ⎝ ⎜ ⎛ − + + ⎠ ⎟ ⎞ × ⎦ ⎥ ⎥ ⎥ ⎤ + = 90 − 32,55 , , . . . , + , , . . , . , + . . , . , . , × 1 2. . 0,137.1,22.9,64 + 32,55 = 48,25 ℃ = − = − + + = 90 − 32,55 , , . . . , + , , . . , . , + . . , . , . , = 160,015 = ∆ = ∆ = 160,015 2. . 0,137.1,22. 90 − 32,55 = 2,65 Perhitungan untuk tebal insulasi yang lain disajikan dalam Tabel 4.4. 42 Tabel 4.4 Ketebalan insulasi Radius tangki dalam, ri m Radius tangki luar, r1 m Tebal insulasi cm Radius insulasi, r2 m Tahanan termal m.KW Kalor yang hilang Watt Koefisien perpindahan kalor menyeluruh, U Wm².K Konduksi tangki Konduksi insulasi Konveksi Total 0,125 0,127 0,1 0,128 4,7E-05 0,0263 0,1032 0,1295 443,5843 7,6804 0,125 0,127 0,2 0,129 4,7E-05 0,0524 0,1024 0,1548 371,1520 6,3765 0,125 0,127 0,3 0,13 4,7E-05 0,0782 0,1016 0,1799 319,3894 5,4450 0,125 0,127 0,4 0,131 4,7E-05 0,1039 0,1008 0,2048 280,5527 4,7464 0,125 0,127 0,5 0,132 4,7E-05 0,1294 0,1001 0,2295 250,3369 4,2031 0,125 0,127 0,6 0,133 4,7E-05 0,1547 0,0993 0,2540 226,1577 3,7686 0,125 0,127 0,7 0,134 4,7E-05 0,1798 0,0986 0,2784 206,3699 3,4132 0,125 0,127 0,8 0,135 4,7E-05 0,2047 0,0978 0,3026 189,8763 3,1171 0,125 0,127 0,9 0,136 4,7E-05 0,2294 0,0971 0,3266 175,9172 2,8667 0,125 0,127 1 0,137 4,7E-05 0,2540 0,0964 0,3504 163,9499 2,6522 0,125 0,127 1,1 0,138 4,7E-05 0,2783 0,0957 0,3741 153,5761 2,4664 0,125 0,127 1,2 0,139 4,7E-05 0,3025 0,0950 0,3976 144,4972 2,3039 0,125 0,127 1,3 0,14 4,7E-05 0,3265 0,0943 0,4209 136,4849 2,1606 0,125 0,127 1,4 0,141 4,7E-05 0,3504 0,0937 0,4441 129,3614 2,0333 0,125 0,127 1,5 0,142 4,7E-05 0,3741 0,0930 0,4671 122,9865 1,9195 0,125 0,127 1,6 0,143 4,7E-05 0,3976 0,0924 0,4900 117,2479 1,8171 0,125 0,127 1,7 0,144 4,7E-05 0,4209 0,0917 0,5127 112,0548 1,7246 0,125 0,127 1,8 0,145 4,7E-05 0,4441 0,0911 0,5353 107,3329 1,6405 Berdasarkan tabel 4.4 diketahui bahwa semakin tebal insulasi yang digunakan maka harga koefisien perpindahan kalor semakin kecil. Ketebalan insulasi yang dipilih yaitu 1,7 cm dengan harga koefisien yang terjadi sebesar 1,7246 Wm 2 .K.

4.4. Alat Penukar Kalordi Dalam Tangki

Salah satu pengembangan teknologi PATS adalah meningkatkan kemampuan penimpanan energi termal di dalam tangki. Untuk tujuan tersebut maka di dalam tangki dapat diisi dengan material phase change material PCM. PCM dimasukan ke dalam kapsul pipa yang tersusun sedemikian rupa sehingga membentuk alat penukar kalor APK yang terpasang sejajar dengan sumbu pipa. Desain susunan kapsul APK secara umum terdiri dari dua tipe yaitu susunan segaris in-line dan susunan selang-seling staggeredKoestoer, 2002. Berdasarkan dua jenis susunan tersebut, dilakukan penggambaran jumlah kapsul yang mungkin terpasang di dalam tangki seperti Gambar 4.5 dan Gambar 4.6. Gambar 4.5 Susunan pipa APK a in-line 12”, b in-line 58”, c in-line 34 dan d in-line 1” a b c d Gambar 4.6 Susunan pipa APK a staggered 12, b staggered 58”, c staggered 34 dan d staggered 1” Hasil penggambaran di atas telah mempertimbangkan kebutuhan penyangga kapsul. Adapun ringkasan penggambaran dijadikan dalam Tabel 4.5. Tabel tersebut juga memberikan volume kapsul total untuk panjang kapsul 1 m. Tabel 4.5 Jumlah pipa alat penukar kalor di dalam tangki No Diameter pipa Jumlah pipa untuk susunan buah Volume total pipa m³ NPS Inci DN mm In-line Steggered In-line Steggered 1 12 15 148 147 0,0262 0,0260 2 58 18 112 107 0,0285 0,0272 3 34 20 76 73 0,0239 0,0229 4 1 25 44 45 0,0216 0,0221 Berdasarkan Tabel 4.5 diketahui bahwa volume total pipa terbesar adalah 0,0285 m 3 untuk susunan pipa in-line, diameter pipa 58”. a b c d