b. Energi keluar Qout pada pipa kolektor
Adapun energi keluar pipa kolektor adalah jumlah energi yang diterima air yang mengalir sepanjang pipa kolektor. perpindahan kalor dari pipa kolektor
terhadap air terjadi secara konveksi. Karena air dipompakan dan mengalir sepanjang pipa kolektor maka terjadi konveksi paksa.
Besarnya kalor yang dapat diperoleh air yang mengalir sepanjang pipa kolektor ini dinyatakan dengan persamaan :
i o
p u
T T
c m
q −
= …………… lit 3 hal 304
Dimana:
p
c
= kalor spesifik air 4200JKg
o
C
m
= laju aliran air flow rate Kgs
o
T = Temperatur air keluar pipa kolektor
o
C
i
T = Temperatur awal air masuk pipa kolektor
o
C.
c. Nilai efisiensi termal
Solar kolektor menyerap panas yang berasal dari penyinaran bola lampu. Panas yang diserap tersebut akan memanaskan air yang dialirkan melalui pipa
kolektor. Efisiensi termal dari solar kolektor yang digunakan pada penelitian ini,
merupakan perbandingan antara energi masukan dengan energi keluaran pada pipa kolektor, ditentukan dengan persamaan :
Qout Qin
= η
Universitas Sumatera Utara
GtA To
Ti mCp
GtA Q
− =
= η
……………lit 7 hal 20
Dimana: η
= Efisiensi termal solar kolektor Gt
= Intensitas lux normal diatas permukaan kolektor lux Cp
= Kalor spesifik air 4200JKg C
A = Luas kolektor
Ti = Temperatur akhir dimana air keluar solar kolektor
o
C To
= Temperatur awal dimana air masuk solar kolektor
o
C m
= kecepatan aliran air flow rate Kgs
Satuan kecepatan aliran air flow rate yang digunakan sewaktu pengujian adalah Liter per Menit Lmin atau LPM, sedangkan satuan yang diperlukan
untuk mencari efisiensi termal adalah Kgs. karena itu laju aliran tersebut di konversikan ke dalam bentuk kgs.
Konversi Satuan kecepatan aliran air flow rate LPM ke Kgs dapat ditentukan dengan rumus dibawah ini:
m = Nilai laju aliran dari pengujian x ρ ……….. lit 7 hal 20
1 LPM = 0,000016667 m
3
s Dimana:
m = Kecepatan aliran air laju aliran Kgs
ρ = Massa jenis air 1000 Kgm
3
Universitas Sumatera Utara
4.3 Efisiensi termal tiap menit.
Perhitungan nilai efisiensi termal pada tiap menit dibuat dengan menggunakan persamaan :
GtA T
T mCp
GtA Q
1 3
− =
= η
Dimnana η
= Efisiensi termal solar kolektor Gt
= Intensitas lux normal diatas permukaan kolektor lux Cp
= Kalor spesifik air 4200JKg C
A = Luas kolektor 0.095 m
2
T
3
= Temperatur air keluar solar kolektor
o
C T
1
= Temperatur air masuk solar kolektor
o
C m
= kecepatan aliran air flow rate Kgs Dengan menggunakan rumus di atas dapat ditentukan efisiensi termal solar
kolektor pada tiap menit dan sudah dibuat dalam lampiran. Hasil efisiensi termal solar kolektor tiap menit kemudian dibuat dalam grafik.
Sudut penyinaran 45
Pada sudut penyinaran 45 ,
besarnya nilai efisiensi termal solar kolektor pada tiap menit untuk tiap laju aliran dapat dilihat pada gambar grafik berikut.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.5 grafik efisiensi vs waktu dengan sudut penyinaran 45 Dari grafik 4.5 diatas tampak bahwa efisiensi termal tertinggi berada pada
laju aliran 7 LPM yaitu sebesar 0,345, sedangkan efisiensi terendah berada pada laju aliran 3 LPM yaitu sebesar 0,148. Dari grafik tersebut dapat diperoleh rata
rata nilai efisiensi termal tiap menit untuk masing masing laju aliran yaitu : •
Laju aliran 3 LPM, efisiensi rata rata tiap menit sebesar
:
0.167 •
Laju aliran 4 LPM, efisiensi rata rata tiap menit sebesar : 0.197
• Laju aliran 5 LPM, efisiensi rata rata tiap menit
sebesar : 0.226 •
Laju aliran 6 LPM, efisiensi rata rata tiap menit sebesar : 0.241
• Laju aliran 7 LPM, efisiensi rata rata tiap menit
sebesar : 0.318
Universitas Sumatera Utara
Efisiensi Rata rata terbesar berada pada 7 LPM kemudian diikuti laju aliran 6LPM, 5LPM, 4LPM, dan terkecil berada pada 3 LPM. Dalam hal ini
variasi laju aliran juga akan mempengaruhi efisiensi termal solar kolektor tiap menit. Efisiensi makin besar ketika laju aliran diperbesar.
Sudut penyinaran 60
Pada sudut penyinaran 60 ,
besarnya nilai efisiensi termal solar kolektor pada tiap menit untuk tiap laju aliran dapat dilihat pada gambar grafik
berikut
:
Gambar 4.6 grafik efisiensi vs waktu dengan sudut penyinaran 60 Dari grafik 4.6 diatas tampak bahwa efisiensi termal tertinggi berada pada
laju aliran 7 LPM yaitu sebesar 0,247, sedangkan efisiensi terendah berada pada laju aliran 3 LPM yaitu sebesar 0,148. Dari grafik tersebut dapat diperoleh rata
rata nilai efisiensi termal tiap menit untuk masing masing laju aliran yaitu :
Universitas Sumatera Utara
• Laju aliran 3 LPM, efisiensi rata rata tiap menit
sebesar : 0,113 •
Laju aliran 4 LPM, efisiensi rata rata tiap menit sebesar : 0,138
• Laju aliran 5 LPM, efisiensi rata rata tiap menit
sebesar : 0,161 •
Laju aliran 6 LPM, efisiensi rata rata tiap menit sebesar : 0,197
• Laju aliran 7 LPM, efisiensi rata rata tiap menit
sebesar : 0,215 Efisiensi Rata rata terbesar berada pada 7 LPM kemudian diikuti laju
aliran 6LPM, 5LPM, 4LPM, dan terkecil berada pada 3 LPM. Dalam hal ini variasi laju aliran juga akan mempengaruhi efisiensi termal solar kolektor tiap
menit. Efisiensi makin besar ketika laju aliran diperbesar.
Sudut penyinaran 75 Pada sudut penyinaran 75
, besarnya nilai efisiensi termal solar
kolektor pada tiap menit untuk tiap laju aliran dapat dilihat pada gambar grafik berikut
.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.7 grafik efisiensi vs waktu dengan sudut penyinaran 75 Dari grafik 4.7 diatas tampak bahwa efisiensi termal tertinggi berada pada
laju aliran 7 LPM yaitu sebesar 0,190, sedangkan efisiensi terendah berada pada laju aliran 3 LPM yaitu sebesar 0,073. Dari grafik tersebut dapat diperoleh rata
rata nilai efisiensi termal tiap menit untuk masing masing laju aliran yaitu : •
Laju aliran 3 LPM, efisiensi rata rata tiap menit sebesar : 0.086
• Laju aliran 4 LPM, efisiensi rata rata tiap menit
sebesar : 0.107 •
Laju aliran 5 LPM, efisiensi rata rata tiap menit sebesar : 0.124
• Laju aliran 6 LPM, efisiensi rata rata tiap menit
sebesar : 0.151
Universitas Sumatera Utara
• Laju aliran 7 LPM, efisiensi rata rata tiap menit
sebesar : 0.170 Efisiensi Rata rata terbesar berada pada 7 LPM kemudian diikuti laju
aliran 6LPM, 5LPM, 4LPM, dan terkecil berada pada 3 LPM. Dalam hal ini variasi laju aliran juga akan mempengaruhi efisiensi termal solar kolektor tiap
menit. Efisiensi makin besar ketika laju aliran diperbesar.
Sudut penyinaran 90 Pada sudut penyinaran 90
, besarnya nilai efisiensi termal solar
kolektor pada tiap menit untuk tiap laju aliran dapat dilihat pada gambar grafik berikut
.
Gambar 4.8 grafik efisiensi vs waktu dengan sudut penyinaran 90 Dari grafik 4.8 dapat dilihat bahwa efisiensi termal tertinggi berada pada
laju aliran 7 LPM yaitu sebesar 0,252, sedangkan efisiensi terendah berada pada laju aliran 3 LPM yaitu sebesar 0,089. Dari grafik tersebut dapat diperoleh rata
rata nilai efisiensi termal tiap menit untuk masing masing laju aliran yaitu :
Universitas Sumatera Utara
• Laju aliran 3 LPM, efisiensi rata rata tiap menit
sebesar : 0.106 •
Laju aliran 4 LPM, efisiensi rata rata tiap menit sebesar : 0.134
• Laju aliran 5 LPM, efisiensi rata rata tiap menit
sebesar : 0.163 •
Laju aliran 6 LPM, efisiensi rata rata tiap menit sebesar : 0.166
• Laju aliran 7 LPM, efisiensi rata rata tiap menit
sebesar : 0.204 Efisiensi Rata rata terbesar berada pada 7 LPM kemudian diikuti laju
aliran 6 LPM, 5 LPM, 4 LPM, dan terkecil berada pada 3 LPM. Dalam hal ini variasi laju aliran juga akan mempengaruhi efisiensi termal solar kolektor tiap
menit. Efisiensi makin besar ketika laju aliran diperbesar. Hasil analisa efisiensi termal grafik 4.6, 4.7, 4.8, dan grafik 4.9
menunjukkan bahwa variasi laju aliran akan mempengaruhi efisiensi termal solar kolektor. Perubahan laju alian akan berbanding lurus dengan efisiensi solar
kolektor. Semakin besar laju aliran maka efisiensi termal solar kolektor akan semaki besar.
4.4 Efisiensi termal total
Kategori