33
terhadap bertambahnya temperatur. Air dengan demikian memiliki massa jenis yang paling tinggi 4
o
C. Sebuah fenomena yang menarik adalah ketika temperatur air laut yang
temperaturnya diatas 4
o
C dan mulai mendingin karena kontak langsung dengan udara yang dingin. Air berada diatas permukaan laut akan tenggelam karena
massa jenisnya yang lebih besar dan digantikan oleh air yang lebih hangat. Keadaan ini berlanjut hingga air mencapai temperatur tetap konstan.
Tekanan pada fluida dapat dituliskan dalam persamaan : [kgm
2
] ............................................. 2.44 dimana :
P = Tekanan kgm
2
= massa jenis zat cair kgm
3
g = percepatan gravitasi ms
2
h = kedalaman permukaan air laut m Permukaan laut
P
3
h
3
Tengah laut P
2
h
2
Dasar laut P
1
h
1
Maka : ; P
1
P
2
P
3
dan h
3
h
2
h
1
Dari keterangan diatas dapat kita simpulkan bahwa air panas akan selalu berada pada bagian permukaan air. Hal ini dikarenakan massa jenis air panas lebih
kecil dari pada massa jenis air dingin, denga sendirinya air panas akan berada pada permukaan.
2.9. Desalinasi Air Laut
Desalinasi pada prinsipnya merupakan cara untuk mendapatkan air bersih melalui proses penyulingan air kotor. Secara umum terdapat berbagai cara yang
sering digunakan untuk mendapatkan air bersih yaitu: perebusan, penyaringan, desalinasi dan lain-lainnya. Cara perebusan dilakukan hanya untuk mematikan
kuman dan bakteri-bakteri yang merugikan, namun kotoran yang berupa
Universitas Sumatera Utara
34
padatanpadatan kecil tidak bisa terpisah dengan air. Penyaringan digunakan hanya untuk menyaring kotoran-kotoran yang berupa padatan kecil, namun kuman dan
bakteri yang merugikan tidak bisa terpisah dari air. Cara desalinasi merupakan cara yang efektif digunakan untuk menghasilkan air bersih yang bebas dari kuman,
bakteri, dan kotoran yang berupa padatan kecil, Proses desalinasi secara umum biasanya yang diambil hanyalah air kondensatnya, sedangkan konsentrat garam
dibuang dan ini dapat berakibat buruk bagi kehidupan air laut. Prinsip kerja desalinasi secara umum sebenarnya sangat sederhana. Air
laut dipanaskan hingga menguap, dan kemudian uap yang dihasilkan dikondensasikan kembali dan ditampung di sebuah wadah. Air kondensat tersebut
adalah air bersih. Sedangkan air laut yang tidak mendidih selama pemanasan adalah konsentrat garam. Proses desalinasi yang akan penulis bahas pada
penelitian ini adalah desalinasi sistem vakum. Konsep dari sistem ini adalah memanfaatkan ruang vakum yang dibentuk secara alami untuk dapat
mengevaporasikan sejumlah air laut pada tekanan rendah sehingga dapat berevaporasi dengan suplai energi panas yang lebih sedikit dibanding dengan
teknik konvensional. Suplai energi panas yang sedikit dapat diambil dari kolektor surya plat datar dan atau panas yang dibuang. Keunikan dari sistem ini adalah
cara gaya gravitasi dan tekanan atmosfer digunakan dalam pembentukan kondisi vakum. Pembentukan sistem vakum bertujuan untuk menurunkan tekanan ruang
evaporator agar pemanasan dapat berlangsung dengan suplai panas yang rendah. Tekanan atmosfer akan sama dengan tekanan hidrostatis yang dibentuk dengan
pipa air yang tingginya sekitar 10 meter. Jadi, jika ketinggian pipa lebih dari 10 meter dan ditutup dari bagian atas dengan air, dan air dibiarkan jatuh kebawah
akibat gravitasi, air akan jatuh pada ketinggian sekitar 10 meter, dan membentuk ruang vakum diatasnya.
Komponen-komponen yang terdapat pada desalinasi sistem vakum adalah evaporator, kondensor, dan alat penukar kalor berupa tube-in-Tube. Evaporator
berfungsi sebagai ruang pemanasan air laut dengan suplai panas berasal dari kolektor surya plat datar yang pada penelitian ini akan digantikan oleh pemanas
listrik berdaya rendah untuk menjaga kestabilan suplai panas. Kondensor berfungsi untuk mengumpulkan uap yang dihasilkan oleh pemanasan air laut di
Universitas Sumatera Utara
35
evaporator untuk dikondensasikan kembali sehingga air kondensat dapat ditampung dan didapat air bersih sebagai produk sistem. Sedangkan tube in tube
heat exchanger berfungsi sebagai heat recovery pemulih panas, dimana air laut yang tidak mendidih akibat pemanasan di ruang evaporator akan jatuh melalui
pipa luar dari tube in tube untuk memanaskan pipa dalam yang sedang dialiri air laut dari tangki pengumpan.
Skema yang digunakan desalinasi seperti gambar 2.19 berikut ini:
Gambar 2.19 Skema Desalinasi Sistem Vacum Natural
Alat pemanas air laut yang semula digunakan adalah pemanas elektrik, kini penulis mengganti pemanas air laut dengan menggunakan pemanas solar kolektor
yang memanfaatkan energi matahari.
2.10. Pompa Sirkulasi Air
