Pengaruh putaran kipas outlet terhadap karakteristik mesin penghasil aquades dengan siklus kompresi uap - USD Repository

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PENGARUH PUTARAN KIPAS OUTLET TERHADAP
KARAKTERISTIK MESIN PENGHASIL AQUADES
DENGAN SIKLUS KOMPRESI UAP

SKRIPSI
Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai
Sarjana Teknik dibidang Teknik Mesin

Disusun Oleh :

EDUARDUS DONI SETIAWAN
NIM : 155214027

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2019

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

THE EFFECTS OF OUTLET FAN ROTATION TOWARD THE
CHARACTERISTICS OF AQUADES PRODUCING MACHINE
WITH A VAPOR COMPRESSION CYCLE

FINAL PROJECT

As partial fulfillment of the requirement
to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering

By
EDUARDUS DONI SETIAWAN
Student Number: 155214027

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA
2019
ii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO
Belajarlah dari sebuah kegagalan, kamu akan bangga saat mencapai sebuah
keberhasilan dan selalu libatkan Tuhan dalam pengambilan keputusan

Saya persembahkan skripsi ini untuk Tuhan Yesus Kristus yang
senantiasa memberi berkat, perlindungan, serta pikiran. Untuk

kedua orang tua saya, kakak dan seluruh keluarga.
Untuk sahabat dan teman-teman semua.
vi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ABSTRAK

Pada umumnya aquades dihasilkan dengan proses penyulingan dan
demineralisasi. Dibutuhkan mesin penghasil aquades yang lebih aman, ramah
lingkungan, praktis dan sederhana yaitu, menggunakan mesin yang bekerja
dengan siklus kompresi uap. Tujuan dari penelitian ini adalah: (a) Merancang dan
merakit mesin penghasil aquades dengan siklus kompresi uap. (b) Mengetahui
volume aquades per jamnya yang dihasilkan mesin penghasil aquades untuk
berbagai kecepatan putar kipas outlet. (c) Mengetahui karakteristik dari mesin
siklus kompresi uap yang digunakan pada mesin penghasil aquades yang
menghasilkan volume aquades terbanyak per jamnya meliputi : Win, Qout, Qin,
COPaktual, COPideal dan efisiensi.

Mesin yang diteliti merupakan mesin penghasil aquades yang bekerja
menggunakan mesin siklus kompresi uap. Penelitian dilakukan di Laboratorium
Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Komponen utama mesin
penghasil aquades meliputi: kompresor, kondensor, evaporator dan pipa kapiler
dengan daya sebesar 1 PK serta menggunakan refrigeran 32, rangkaian pencurah
air dibuat menggunakan 2 bak pencurah air yang bervolume 0,034 m3, lubang
pencurah berdiameter 2 mm, jarak antar lubang 2 cm, air dialirkan menggunakan
pompa berdaya 100 watt, kipas berdaya 40 watt. Variasi penelitian dengan
menggunakan kecepatan putar kipas outlet 0 rpm, kecepatan putar kipas outlet
981 rpm, kecepatan putar kipas outlet 1226 rpm dan kecepatan putar kipas outlet
1664 rpm. Lemari kotak mesin penghasil aquades bervolume 2,5 m3.
Mesin penghasil aquades berhasil dibuat dan bekerja dengan baik. Mesin
mampu menghasilkan aquades dengan laju aliran volume air untuk kecepatan
putar kipas outlet 0 rpm sebesar 1,858 liter/jam, untuk kecepatan putar kipas
outlet 981 rpm sebesar 1,950 liter/jam, untuk kecepatan putar kipas outlet 1226
rpm sebesar 1,983 liter/jam dan untuk kecepatan putar kipas outlet 1664 rpm
sebesar 2,017 liter/jam. Mesin siklus kompresi uap yang menghasilkan volume
aquades terbanyak perjamnya memiliki Win sebesar 42,31 kJ/kg, Qout sebesar
268,53 kJ/kg, Qin sebesar 226,22 kJ/kg, COPaktual sebesar 5,35, COPideal sebesar
7,26 dan efisiensi sebesar 73,69 % .

Kata kunci : Mesin penghasil aquades, Siklus kompresi uap

viii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ABSTRACT

Normally, aquades is produced by distillation and demineralization. We
need aquades producing machine that is safer, more environment friendly,
practical and simple; it is a machine that works using vapor compression cycle.
The aims of this research are: (a) Designing and assembling machinery that
produces aquades by using vapor compression cycle, (b) Discovering the volume
of aquades produced by the machine per hour for various rates of outlet fan, (c)
Discovering the characteristics of vapor compression cycle machinery in the
aquades producing machine that produces the most aquades volume per hour,
including Win, Qout, Qin, COPideal and efficiency.
The machine researched is aquades producing machine that works using
vapor compression cycle. The research was conducted at the Engineering
Laboratory of Sanata Dharma University in Yogyakarta. The main components of

the aquades producing machinery include compressor, condenser, evaporator and
capillary pipe of 1 HP and refrigerant 32, water-pouring assembly using 2 waterpouring bucket of volume 0,034 m3, pouring hole with diameter of 2 mm, distance
between holes of 2 cm, water is flowed out using a pump of 100 watts, and a fan
of 40 watts. Variations are made in the research using different rates of outlet fan
of 0 rpm, 981 rpm, 1226 rpm and 1664 rpm. The volume of the box for the
aquades producing machine is 2,5 m3.
Aquades producing machine has been completely built and works properly. The
machine is able to produce aquades. With the rate of outlet fan of 0 rpm, it
produces water volume of 1.858 liter/hour. With the rate of outlet fan of 981 rpm,
it produces water volume of 1.950 liter/hour. With the rate of outlet fan of 1226
rpm, it produces water volume of 1.983 liter/hour and with the rate of outlet fan of
1664 rpm, it produces water volume of 2.017 liter/hour. The machine produces
the most volume of aquades per hour with Win of 42.31 kJ/kg, Qout of 268.53
kJ/kg, Qin of 226.22 kJ/kg, COPactual of 5.35, COPideal of 7.26 and efficiency of
73.69 %.

Keywords: Aquades producing machine, Vapor compression cycle

ix

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat
dan rahmat-Nya sehingga penyusunan skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik
dan lancar.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat wajib untuk setiap mahasiswa
Prodi Teknik Mesin untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik pada Prodi Teknik
Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian penelitian dan penyusunan
skripsi ini melibatkan banyak pihak. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan
terima kasih kepada :
1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan
Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin,
Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta dan sekaligus sebagai Dosen
Pembimbing Skripsi.
3.

Doddy Purwadianto S.T., M.T., selaku Kepala Laboratorium Energi, Prodi
Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma
Yogyakarta, yang mengijinkan dan memfasilitasi dalam melakukan penelitian.

4. Dr. Eng. I Made Wicaksana Ekaputra selaku Dosen Pembimbing Akademik.
5. Seluruh Staf Pengajar dan Tenaga Kependidikan Prodi Teknik Mesin,
Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta, yang
telah mendidik dan memberikan berbagai ilmu pengetahuan yang sangat
membantu dalam penyelesaian skripsi ini.
6. Ignatius Sajilan dan Chatarina Sartini sebagai orang tua yang telah
memberikan dukungan, baik secara materi maupun spiritual.

x

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................... i
TITLE PAGE .......................................................................................................... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................. iii
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... iv
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ........................................... v
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ..................................... vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA .............. vii
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
ABSTRAK............................................................................................................viii
ABSTRACT..............................................................................................................ix
KATA PENGANTAR.............................................................................................x
DAFTAR ISI.........................................................................................................xii
DAFTAR GAMBAR.............................................................................................xv
DAFTAR TABEL..............................................................................................xviii
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................ 2
1.3 Tujuan ........................................................................................................... 2
1.4 Batasan Masalah ........................................................................................... 3
1.5 Manfaat ......................................................................................................... 4

xii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ....................................... 5
2.1 Dasar Teori ................................................................................................... 5
2.1.1 Aquades ............................................................................................. 5
2.1.2 Metode-Metode Pembuatan Aquades ............................................... 5
2.1.3 Siklus Kompresi Uap ........................................................................ 7
2.1.4 Perhitungan-Perhitungan Pada Siklus Kompresi Uap ..................... 11
2.1.5 Psychrometric Chart ....................................................................... 13
2.1.5.1 Proses-Proses Yang Terjadi Pada Udara Dalam ....................... 15
Psychrometric Chart
2.1.5.2 Proses-Proses Pada Mesin Penghasil Aquades ......................... 21
2.1.5.3 Perhitungan Pada Psychrometric Chart ................................... 22
2.2 Tinjauan Pustaka ........................................................................................ 24
BAB III METODOLOGI PENELITIAN.............................................................. 27
3.1 Objek Penelitian ......................................................................................... 27
3.2 Alat, Bahan dan Komponen Mesin ............................................................ 28

3.2.1 Alat .................................................................................................. 28
3.2.2 Bahan ............................................................................................... 30
3.2.3 Komponen Mesin ............................................................................ 31
3.2.3.1 Komponen Pendukung .............................................................. 34
3.3 Alat Ukur .................................................................................................... 37
3.4 Proses Pembuatan Mesin Penghasil Aquades ............................................ 39
3.5 Alur Penelitian ............................................................................................ 40
3.6 Metode Penelitian ....................................................................................... 41

xiii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

3.7 Variasi Penelitian ........................................................................................ 41
3.8 Cara Pengambilan Data .............................................................................. 41
3.9 Cara Pengolahan Data ................................................................................ 44
3.10 Cara Melakukan Pembahasan ................................................................... 45
3.11 Cara Pembuatan Kesimpulan dan Saran ................................................... 45
BAB IV HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ....... 46
4.1 Hasil Penelitian ........................................................................................... 46
4.2 Perhitungan Siklus Kompresi Uap ............................................................. 50
4.2.1 Diagram P-h .................................................................................... 50
4.3 Perhitungan Psychrometric Chart .............................................................. 54
4.3.1 Psychrometric Chart ....................................................................... 54
4.4 Pembahasan ................................................................................................ 59
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 64
5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 64
5.2 Saran ........................................................................................................... 64
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 65
LAMPIRAN ......................................................................................................... 66
A. Mesin Penghasil Aquades ........................................................................... 66
B. Contoh Gambar Psychrometric Chart ........................................................ 67
C. Contoh Gambar P-h Diagram ..................................................................... 69

xiv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Proses destilasi ............................................................................... 6

Gambar 2.2

Siklus kompresi uap ....................................................................... 7

Gambar 2.3

Siklus kompresi uap pada diagram P-h .......................................... 8

Gambar 2.4

Siklus kompresi uap pada diagram T-s .......................................... 8

Gambar 2.5

Psychrometric chart ..................................................................... 14

Gambar 2.6

Proses-proses yang terjadi dalam psychrometric chart ................ 16

Gambar 2.7

Proses pendinginan dan penurunan kelembapan .......................... 17

Gambar 2.8

Proses pemanasan ......................................................................... 17

Gambar 2.9

Proses pendinginan dan menaikkan kelembapan ......................... 18

Gambar 2.10 Proses pendinginan ....................................................................... 18
Gambar 2.11 Proses menaikkan kelembapan .................................................... 19
Gambar 2.12 Proses penurunan kelembapan ..................................................... 19
Gambar 2.13 Proses pemanasan dan penurunan kelembapan ............................ 20
Gambar 2.14 Proses pemanasan dan menaikkan kelembapan ........................... 20
Gambar 2.15 Proses-proses yang terjadi pada mesin penghasil aquades .......... 21
Gambar 2.16 Skematik siklus udara mesin penghasil aquades dengan ............. 22
pencurah air
Gambar 3.1

Skematik mesin penghasil aquades dengan pencurah air ........... 27

Gambar 3.2

Evaporator jenis pipa bersirip ...................................................... 32

Gambar 3.3

Kondensor jenis pipa bersirip ....................................................... 32

xv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 3.4

Kompresor hermetik jenis rotari .................................................. 33

Gambar 3.5

Pipa kapiler ................................................................................... 33

Gambar 3.6

Filter ............................................................................................. 34

Gambar 3.7

Pompa air ..................................................................................... 34

Gambar 3.8

Kipas ............................................................................................ 35

Gambar 3.9

Bak pencurah air .......................................................................... 35

Gambar 3.10 Bak penampung air ...................................................................... 36
Gambar 3.11 APPA dan termokopel .................................................................. 37
Gambar 3.12 Pressure gauge ............................................................................. 37
Gambar 3.13 Hygrometer .................................................................................. 38
Gambar 3.14 Stopwacth ..................................................................................... 38
Gambar 3.15 Alur penelitian mesin penghasil aquades ..................................... 40
Gambar 3.16 Skematik penempatan alat ukur mesin penghasil aquades .......... 42
dengan pencurah air
Gambar 4.1

Siklus kompresi uap pada diagram P-h tanpa subcooling ........... 51
dan tanpa superheating untuk kecepatan putar kipas 1664 rpm

Gambar 4.2

Proses-proses udara pada mesin penghasil aquades pada ............ 55
psychrometric chart untuk kecepatan putar kipas 1664 rpm

Gambar 4.3

Kandungan uap air yang berhasil diembunkan oleh evaporator .. 60

Gambar 4.4

Volume air yang dihasilkan perjam ............................................. 60

Gambar 4.5

Laju aliran massa udara ................................................................ 61

Gambar 4.6

Debit aliran udara ......................................................................... 62

xvi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 4.4

Perbandingan volume air yang dihasilkan pada semua ................ 62
variasi penelitian

Gambar A.1

Mesin penghasil aquades .............................................................. 66

Gambar B.1

Psychrometric chart untuk kecepatan putar kipas 0 rpm ............. 67

Gambar B.2

Psychrometric chart untuk kecepatan putar kipas 981 rpm ......... 67

Gambar B.3

Psychrometric chart untuk kecepatan putar kipas 1226 rpm ....... 68

Gambar B.4

Psychrometric chart untuk kecepatan putar kipas 1664 rpm ....... 68

Gambar C.1

Diagram P-h untuk kecepatan putar kipas 1664 rpm ................... 69

xvii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1

Satuan dan kisaran pengukuran pressure gauge .......................... 38

Tabel 3.2

variasi penelitian .......................................................................... 41

Tabel 3.3

Data-data penelitian yang perlu dicatat ........................................ 43

Tabel 4.1

Data hasil rata-rata penelitian dengan kecepatan putar ................ 46
kipas 0 rpm

Tabel 4.2

Lanjutan data hasil rata-rata penelitian dengan kecepatan ........... 47
putar kipas 0 rpm

Tabel 4.3

Data hasil rata-rata penelitian dengan kecepatan putar ................ 47
kipas 981 rpm.

Tabel 4.4

Lanjutan data hasil rata-rata penelitian dengan kecepatan ........... 48
putar kipas 981 rpm

Tabel 4.5

Data hasil rata-rata penelitian dengan kecepatan putar ................ 48
kipas 1226 rpm

Tabel 4.6

Lanjutan data hasil rata-rata penelitian dengan kecepatan ........... 49
putar kipas 1226 rpm

Tabel 4.7

Data hasil rata-rata penelitian dengan kecepatan putar ................ 49
kipas 1664 rpm

Tabel 4.8

Lanjutan data hasil rata-rata penelitian dengan kecepatan ........... 50
putar kipas 1664 rpm

Tabel 4.9

Data kelembapan relatif yang didapatkan pada ........................... 56
psychrometric chart

Tabel 4.10

Data kelembapan spesifik yang didapatkan pada ......................... 56
psychrometric chart

Tabel 4.11

Data hasil perhitungan pada psychrometric chart ........................ 58

Tabel 4.12

Lanjutan data hasil perhitungan pada psychrometric chart ......... 59

xviii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB 1
PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang
Pada zaman sekarang ini, air merupakan kebutuhan yang sangat penting

demi berlangsungnya kehidupan semua makhluk di muka bumi ini terutama
manusia. Alam menyediakan air untuk semua makhluk hidup di muka bumi ini
karena air merupakan sumber kehidupan. Akan tetapi di daerah perkotaan susah
didapatkan air bersih yang layak diminum. Air tanah kita banyak yang telah
tercemar oleh air sungai. Hal ini dikarenakan air sungai kotor dan tidak mengalir.
Permukaan air sungai hampir sama dengan permukaan air laut. Dengan tidak bisa
mengalirnya air sungai ke laut maka air sumur di perkotaan tercemar oleh limbah
rumah tangga maupun limbah industri. Oleh sebab itu akhir-akhir ini banyak
masyarakat yang mengeluh tentang krisis air bersih di daerah perkotaan. Dengan
adanya permasalahan tersebut perlu adanya solusi cara mendapatkan air selain
dari dalam tanah.
Dengan perkembangan teknologi yang terus maju, kita harus bisa
menciptakan teknologi yang berguna bagi masyarakat. Untuk mengatasi
kekurangan air bersih di daerah perkotaan tersebut, kita dapat membuat inovasi
yaitu membuat sebuah mesin penghasil air dari udara. Dimana mesin tersebut
dapat mengambil air bukan dari dalam tanah melainkan air yang berada di udara.
Dapat dipilih mesin penghasil air yang bekerja dengan siklus kompresi uap. Mesin
penghasil air tersebut dapat merupakan solusi dari permasalahan krisis air bersih
di daerah perkotaan. Keunggulan air yang dihasilkan dari udara dibandingkan air
dari sumur yaitu tidak mengandung logam. Akan tetapi untuk menghasilkan air
dari udara membutuhkan waktu yang cukup panjang dari pada air sumur. Air dari
udara ini juga bisa langsung dikonsumsi tanpa harus direbus terlebih dahulu.
Air dari udara memiliki sifat yang sama dengan aquades. Aquades yang
berada di pasaran biasanya didapatkan dengan proses penyulingan. Dimana

1

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2

air diuapkan kemudian diembunkan dengan melalui proses pendinginan.
Sedangkan proses demineralisasi dilakukan dengan menyaring atau mencampur
air dengan cairan kimia untuk memisahkan unsur logamnya. Biasanya aquades
yang dijual bebas di pasaran diperoleh dari hasil proses demineralisasi. Proses
penyulingan membutuhkan waktu yang lama. Air yang didapat lewat penyulingan
dan deminetralisasi disebut aquades.

1.2

Rumusan Masalah
Rumusan masalah dari pembuatan mesin penghasil air dari udara

(aquades) ini adalah :
a.

Bagaimanakah merancang dan merakit mesin penghasil aquades dengan
pencurah air menggunakan siklus kompresi uap.

b.

Berapa volume aquades yang dihasilkan mesin penghasil aquades dengan
pencurah air untuk berbagai kecepatan putar kipas outlet.

c.

Bagaimana karakteristik dari mesin siklus kompresi uap yang digunakan pada
mesin penghasil aquades dengan pencurah air yang menghasilkan volume
aquades terbanyak per jamnya tersebut.

1.3

Tujuan
Tujuan dari penelitian mesin penghasil air dari udara (aquades) ini adalah :

a. Merancang dan merakit mesin penghasil aquades dengan pencurah air
menggunakan siklus kompresi uap.
b. Mengetahui volume aquades per jamnya yang dihasilkan mesin penghasil
aquades dengan pencurah air untuk berbagai kecepatan putar kipas outlet.
c. Mengetahui karakteristik dari mesin siklus kompresi uap yang digunakan
pada mesin penghasil aquades dengan pencurah air yang menghasilkan
volume aquades terbanyak per jamnya tersebut :
1. Mengetahui besarnya kerja yang dilakukan kompresor (Win) persatuan
massa refrigeran.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3

2. Mengetahui besarnya kalor yang dilepas kondensor (Qout) persatuan massa
refrigeran.
3. Mengetahui besarnya kalor yang diserap evaporator (Qin) persatuan massa
refrigeran.
4. Mengetahui besarnya COP aktual dan COP ideal dari mesin siklus
kompresi uap yang digunakan.
5. Mengetahui efisiensi dari mesin siklus kompresi uap yang digunakan.

1.4

Batasan Masalah
Batasan-batasan yang diambil di dalam penelitian ini adalah :

a.

Mesin penghasil aquades bekerja menggunakan mesin dengan siklus
kompresi uap.

b.

Komponen utama dari mesin siklus kompresi uap adalah kompresor,
kondensor, evaporator dan pipa kapiler. Komponen alat tersebut diambil dari
komponen mesin AC yang ada di pasaran.

c.

Daya kompresor yang digunakan pada siklus kompresi uap adalah 1,0 PK
untuk komponen yang lain ukurannya menyesuaikan dengan besarnya daya
kompresor.

d.

Mesin siklus kompresi uap menggunakan refrigeran R 32.

e.

Lemari mesin penghasil aquades bervolume 2,5 m3.

f.

Komponen-komponen yang digunakan pada siklus kompresi uap dan bak
pencurah air menggunakan komponen-komponen standar yang ada di
pasaran.

g.

Untuk memperbanyak pengembunan digunakan pemasangan sistem pencurah
air

dengan

bak

penampung

air

menggunakan

pompa

air

untuk

mensirkulasikannya.
h.

Siklus kompresi uap pada diagram P-h diasumsikan tidak ada pemanasaan
lanjut dan pendinginan lanjut.

i.

Pada pencurah air menggunakan :
1. Kipas yang memiliki daya 40 watt, jumlah 1.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4

2. Pompa air yang memiliki daya 100 watt, jumlah 1.
3. Pipa PVC yang memiliki diameter 0,5 inch.
4. Bak air bervolume 0,0343 m3
5. Jarak antar lubang pada bak air 2 cm.
6. Diameter lubang pada bak air 2 mm.

1.5

Manfaat
Manfaat dari penelitian tentang mesin penghasil air dari udara (aquades)

ini adalah :
a.

Dapat menambah kasanah ilmu pengetahuan tentang mesin penghasil
aquades yang dapat ditempatkan di Perpustakaan atau dipublikasikan pada
khalayak ramai.

b.

Dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan masyarakat luas.

c.

Dapat dipergunakan untuk referensi bagi peneliti lain yang melakukan
penelitian sejenis.

d.

Diperolehnya teknologi tepat guna berupa mesin penghasil aquades yang
lebih efektif, praktis, aman, sederhana dan ramah lingkungan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB II
DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1

Dasar Teori

2.1.1

Aquades
Air destilasi (aquades) adalah air murni tidak mengandung logam,

berbahan dasar air PDAM atau sumur yang telah melewati proses pemurnian
dengan cara penyulingan atau proses demineralisasi. Proses penyulingan adalah
proses di mana air akan diuapkan kemudian diembunkan melalui proses
pendinginan. Sedangkan proses demineralisasi dilakukan dengan menyaring atau
mencampur air dengan cairan kimia untuk memisahkan unsur logamnya. Biasanya
air aquades yang dijual bebas di pasaran diperoleh dari hasil proses
demineralisasi. Proses penyulingan membutuhkan waktu yang lama. Air yang
didapat lewat penyulingan dan demineralisasi disebut aquades.

2.1.2

Metode Pembuatan Aquades
Saat ini di pasaran, metode dalam pembuatan aquades ada beberapa

macam, diantaranya proses demineralisasi dan proses penyulingan (destilasi).
a.

Proses demineralisasi
Proses demineralisasi adalah sebuah proses penghilangan kadar garam dan

mineral dalam air melalui proses pertukaran ion (ion exchange process) dengan
menggunakan media resin atau softener anion dan kation. Proses ini mampu
menghasilkan air aquades dengan tingkat kemurnian yang sangat tinggi (ultra
pure water) dengan jumlah kandungan ionik dan an-ioniknya yang mendekati
angka nol, sehingga mencapai batas yang hampir tidak dapat dideteksi lagi.
Kelebihan dan kekurangan sistem demineralisasi :
1.

Investasi awal yang dibutuhkan untuk proses ini lebih murah jika
dibandingkan dengan aplikasi sistem pengolahan air lainnya seperti reverse
osmosis.

2.

Aplikasi ini tidak membutuhkan terlalu banyak tempat untuk pemasangannya.

5

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6

3.

Selektif dalam menghilangkan ion.

4.

Limbah penukar ion memiliki konsentrasi yang tinggi dan membutuhkan
tempat pembuangan khusus

5.

Proses tidak berjalan mudah jika kadar zat terlarut dalam airnya tinggi

6.

Dibutuhkan pengolahan awal untuk sebagian besar air permukaaan

7.

Biaya yang dibutuhkan untuk proses regenerasi ataupun pergantian media
resin jika dikalkulasikan untuk jangka waktu satu tahun cukup besar sehingga
membutuhkan anggaran yang bersifat rutin atau regular.

b.

Proses penyulingan (destilasi)
Proses penyulingan (destilasi) adalah suatu proses pemisahan dengan

memanfaatkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas), maka
dapat dikatakan bahwa proses penyulingan merupakan proses pemisahan
komponen-komponennya

berdasarkan

perbedaan

titik

didihnya.

Dalam

penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian
didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih
rendah akan menguap lebih dulu. Proses destilasi didahului dengan penguapan
senyawa cair dengan pemanasan, dilanjutkan dengan pengembunan uap yang
terbentuk dan ditampung dalam wadah yang terpisah untuk mendapatkan destilat.

Gambar 2.1 Proses destilasi
(Sumber : http://kliksma.com/2015/04/proses-penyulingan-air.html)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7

2.1.3

Siklus Kompresi Uap
Siklus kompresi uap merupakan sistem refrigerasi yang menggunakan

refrigeran sebagai media kerjanya. Gambar 2.2 menunjukkan rangkaian
komponen siklus kompresi uap, Gambar 2.3 menunjukkan siklus kompresi uap
pada diagram P-h dan Gambar 2.4 pada diagram T-s. Pada beberapa Gambar
tersebut. Qin adalah besarnya kalor yang diserap evaporator persatuan massa
refrigeran, Qout adalah besarnya kalor yang dilepas kondensor persatuan massa
refrigeran dan Win adalah kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa
refrigeran. Besarnya Qout merupakan penjumlahan dari Qin ditambah Win. Tanda
panah menunjukkan arah refrigeran mengalir pada siklus kompresi uap.
Komponen utama mesin terdiri dari kompresor, kondensor, pipa kapiler dan
evaporator. Qin dapat masuk ke evaporator karena suhu lingkungan lebih tinggi
dibandingkan suhu kerja evaporator, sedangkan Qout dapat keluar dari kondensor
karena suhu kerja kondensor lebih tinggi dari suhu lingkungan. Win dapat masuk
ke kompresor karena adanya listrik yang diberikan pada kompresor.

Gambar 2.2 Siklus kompresi uap

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8

Gambar 2.3 Siklus kompresi uap pada diagram P-h

Gambar 2.4 Siklus kompresi uap pada diagram T-s

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9

Keterangan pada Gambar 2.2, Gambar 2.3 dan Gambar 2.4:
Proses 1-2

: Proses kompresi kering.

Proses 2-2a

: Proses penurunan suhu gas panas lanjut (desuperheating).

Proses 2a-3a : Proses kondensasi.
Proses 3a-3

: Proses pendinginan lanjut (subcooling).

Proses 3-4

: Proses penurunan tekanan.

Proses 4-1a

: Proses evaporasi atau penguapan.

Proses 1a-1

: Proses pemanasan lanjut (superheating).

Di dalam siklus kompresi uap ini, refrigeran mengalami beberapa proses
yaitu:
a.

Proses (1 – 2) merupakan proses kompresi kering
Proses kompresi ini dilakukan oleh kompresor, dimana refrigeran pada

saat masuk ke dalam kompresor adalah gas panas lanjut bertekanan rendah.
Setelah mengalami kompresi, refrigeran akan menjadi gas panas lanjut bertekanan
tinggi. Temperatur refrigeran akan lebih tinggi dari pada temperatur lingkungan.
Proses berlangsung pada nilai entropi yang tetap (iso-entropi, isentropis)
b.

Proses (2 – 2a) merupakan proses penurunan suhu gas panas lanjut
(desuperheating)
Proses ini berlangsung sebelum memasuki kondensor. Refrigeran gas

panas lanjut yang bertemperatur tinggi akan diturunkan sampai titik gas jenuh. Hal
ini disebabkan adanya kalor yang mengalir ke lingkungan karena suhu refrigeran
lebih tinggi dari suhu lingkungan. Proses berlangsung pada tekanan yang tetap.
c.

Proses (2a – 3a) merupakan proses kondensasi
Pada proses ini terjadi perubahan fase dari gas jenuh menjadi cair jenuh

dan berlangsung pada suhu dan tekanan yang tetap. Pada proses ini terjadi aliran

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10

kalor dari kondensor ke lingkungan karena suhu kondensor lebih tinggi dari suhu
udara lingkungan.
d.

Proses (3a – 3) merupakan proses pendinginan lanjut (subcooling)
Proses pendinginan lanjut merupakan proses penurunan suhu refrigeran

cair jenuh ke keadaan refrigeran cair. Proses ini berlangsung pada tekanan
konstan. Proses ini diperlukan agar kondisi refrigeran yang keluar dari kondensor
benar-benar berada dalam fase cair, sebelum masuk pipa kapiler. Tujuan lain
adalah untuk menaikkan nilai COP mesin siklus kompresi uap.
e.

Proses (3 – 4) merupakan proses penurunan tekanan
Proses ini terjadi di dalam pipa kapiler. Refrigeran mengalami penurunan

tekanan dan suhu. Sehingga suhu dari refrigeran lebih rendah dari temperatur
lingkungan. Pada proses ini refrigeran berubah fase dari cair menjadi fase cair dan
gas. Proses berjalan pada nilai entalpi yang tetap (proses isentalpi).
f.

Proses (4 – 1a) merupakan proses penguapan (evaporasi)
Pada proses ini refrigeran cair dan gas yang mengalir ke evaporator

memiliki tekanan dan temperatur rendah sehingga ketika menerima kalor dari
lingkungan, akan mengubah seluruh fase fluida refrigeran menjadi gas jenuh.
Proses penguapan berlangsung pada tekanan dan suhu yang tetap.
g.

Proses (1a – 1) merupakan proses pemanasan lanjut (superheating)
Pada proses ini uap refrigeran yang meninggalkan evaporator kemudian

akan

mengalami pemanasan lanjut sebelum memasuki kompresor. Dengan

adanya pemanasan lanjut fase refrigeran berubah dari fase gas jenuh menjadi gas
panas lanjut. Dimana refrigeran yang kembali masuk ke kompresor benar-benar
fase gas. Proses ini juga bertujuan untuk menaikan kinerja dari mesin siklus
kompresi uap (COP Mesin).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11

2.1.4

Perhitungan-Perhitungan Pada Siklus Kompresi Uap
Berdasarkan Gambar 2.3 dan Gambar 2.4 dapat dihitung besarnya Win,

Qout, Qin, COPaktual, COPideal, dan Efisiensi mesin siklus kompresi uap.
a.

Kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigeran (Win)
Besarnya kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigeran

dapat dihitung menggunakan Persamaan (2.1):
Win = h2 – h1

... (2.1)

Pada Persamaan (2.1) :
Win

: kerja kompresor persatuan massa refrigeran, kJ/kg

h1

: nilai entalpi refrigeran saat masuk kompresor, kJ/kg

h2

:

b.

Energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout)

nilai entalpi refrigeran saat keluar kompresor, kJ/kg

Besarnya energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepaskan oleh
kondensor dapat dihitung menggunakan Persamaan (2.2):
Qout = h2 – h3

...(2.2)

Pada Persamaan (2.2) :
Qout

: energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran, kJ/kg

h2

: nilai entalpi refrigeran masuk kondensor, kJ/kg

h3

: nilai entalpi refrigeran keluar kondensor, kJ/kg

c.

Energi kalor yang diserap oleh evaporator persatuan massa refrigeran
(Qin)
Besarnya energi kalor yang diserap oleh evaporator persatuan massa

refrigeran dapat dihitung menggunakan Persamaan (2.3):

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12

Qin = h1 – h4

...(2.3)

Pada Persamaan (2.3) :
Qin

: energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran, kJ/kg

h1

: nilai entalpi refrigeran saat keluar evaporator, kJ/kg

h4

: nilai entalpi saat keluar dari pipa kapiler. kJ/kg

d.

Coefficient of Performance aktual (COPaktual)
COPaktual (Coefficient of Performance aktual) mesin kompresi uap adalah

perbandingan antara kalor yang diserap evaporator dengan energi listrik yang
diperlukan untuk menggerakkan kompresor dapat dihitung menggunakan
Persamaan (2.4):
COPaktual =

Qin
Win

.....2.4)

Pada Persamaan (2.4) :
Qin

: energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran, kJ/kg

Win

: kerja kompresor persatuan massa refrigeran, kJ/kg

e.

Coefficient of Performance ideal (COPideal)
COPideal (Coefficient of Performance ideal) merupakan COP maksimal

yang dapat dicapai mesin siklus kompresi uap, dapat dihitung menggunakan
Persamaan (2.5):
COPideal =

Tevap
Tkond-Tevap

Pada Persamaan (2.5) :

...(2.5)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13

Tkond

: suhu mutlak kondensor, K

Tevap

: suhu mutlak evaporator, K

f.

Efisiensi mesin kompresi uap (η)
Efisiensi mesin kompresi uap pada mesin penghasil air aquadest dapat

dihitung menggunakan Persamaan (2.6):

η=

COPaktual
COPideal

x100%

…(2.6)

Pada Persamaan (2.6) :
η

: efisiensi mesin kompresi uap.

COPaktual

: Coefficient Of Performance aktual mesin kompresi uap,

COPideal

: Coefficient Of Performance ideal mesin kompresi uap.

2.1.5

Psychrometric Chart
Psychrometric chart merupakan grafik thermodinamik udara yang

meliputi hubungan antar suhu, kelembapan, enthalpi, kandungan uap air dan
volume spesifik. Dengan psychrometric chart dapat diketahui secara lengkap
sifat-sifat dari udara pada kondisi tertentu. Dibutuhkan minimal dua parameter
yang sudah diketahui untuk mendapatkan nilai dari properti-properti udara yang
lain (Tdb, Twb, Tadp, W, RH, H, SpV). Contoh Gambar psychrometric chart dapat
dilihat pada Gambar 2.5
Parameter-parameter udara dalam psychrometric chart antara lain (a) Drybulb temperature (Tdb), (b) Wet-bulb temperature (Twb), (c) Dew-point
temperature (Tadp), (d) Specific humidity (W), (e) Relative humidity (%RH), (f)
Entalpi (H), dan (g) Volume spesifik (SpV).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14

Gambar 2.5 Psychrometric chart
a.

Dry-bulb temperature (Tdb)
Dry-bulb temperature (Tdb) adalah suhu udara yang diperoleh melalui

pengukuran termometer dengan kondisi bulb pada keadaan kering. Tdb di
posisikan sebagai garis vertikal yang berawal dari garis sumbu mendatar yang
terletak di bagian bawah chart. Tdb ini merupakan ukuran panas sensibel,
perubahan Tdb menunjukkan adanya perubahan panas sensibel.
b.

Wet-bulb temperature (Twb)
Wet-bulb temperature adalah suhu udara basah yang diperoleh melalui

pengukuran termometer dengan kondisi bulb basah. Twb di posisikan sebagai garis
miring ke bawah yang berawal dari garis saturasi yang terletak di bagian samping
kanan chart. Twb ini merupakan ukuran panas (enthalpi), perubahan Twb
menunjukkan adanya panas total.
c.

Dew-point temperature (Tadp)
Dew-point temperature (Tadp)

adalah suhu dimana udara mulai

menunjukkan pengembunan ketika didinginkan. Tadp ditandai sebagai titik

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15

sepanjang saturasi. Besarnya Tadp sama dengan Twb demikian pula Tdb. Perubahan
Tadp akan menunjukkan adanya perubahan panas laten atau adanya perubahan
kandungan uap air di udara.
d.

Specific humidity (W)
Specific humidity adalah jumlah kandungan uap air di udara dalam setiap

satu kilogram udara kering (kg air/ kg udara kering). W diposisikan pada garis
sumbu vertikal yang ada di bagian samping kanan chart.
e.

Relative humidity (%RH)
Relative humidity merupakan persentase perbandingan jumlah air yang

terkandung dalam udara dengan jumlah air maksimal yang dapat dikandung oleh
udara yang ada pada di suatu ruang atau lokasi tertentu pada suhu yang ditinjau.
f.

Entalpi (H)
Entalpi adalah jumlah kalor total yang dimiliki campuran udara dan uap air

persatuan massa. Dinyatakan dalam satuan BTU/lb udara. Nilai entalpi dapat
diperoleh sepanjang skala di atas garis saturasi.
g.

Volume spesifik (SpV)
Volume spesifik adalah volume udara campuran dengan satuan meter kubik

per kilogram udara kering, dapat juga dikatakan meter kubik udara kering atau
meter kubik campuran per kilogram udara kering.

2.1.5.1 Proses-Proses Yang Terjadi Pada Udara Dalam Psychrometric Chart
Proses-proses yang terjadi pada udara dalam psychrometric chart adalah
sebagai berikut: (a) proses pendinginan dan penurunan kelembapan (cooling and
dehumidifying), (b) proses pemanasan (sensibel heating), (c) proses pendinginan
dan menaikkan kelembapan (cooling and humidifying), (d) proses pendinginan
(sensibel cooling), (e) proses humidifying, (f) proses dehumidifying, (g) proses
pemanasan dan penurunan kelembapan (heating and dehumidifying), (h) proses

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16

pemanasan dan menaikkan kelembapan (heating and humidifying). Gambar 2.6
menyajikan proses-proses tersebut pada psychrometric chart.

Gambar 2.6 Proses-proses yang terjadi dalam psychrometric chart


a.

Proses pendinginan dan penurunan kelembapan (cooling and dehumidifying)
Proses pendinginan dan penurunan kelembapan adalah proses penurunan

panas sensibel dan penurunan panas laten ke udara. Pada proses ini, terjadi
penurunan temperatur bola kering, temperatur bola basah, entalpi, volume
spesifik, temperatur titik embun, dan kelembapan spesifik. Sedangkan
kelembapan relatif dapat mengalami peningkatan dan dapat mengalami
penurunan, tergantung dari prosesnya.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17

Gambar 2.7 Proses pendinginan dan penurunan kelembapan (cooling and
dehumidifying)
b.

Proses pemanasan (sensibel heating)
Proses pemanasan (heating) adalah proses penambahan panas sensibel ke

udara. Pada proses pemanasan, terjadi peningkatan temperatur bola kering,
temperatur bola basah, entalpi, dan volume spesifik. Sedangkan temperatur titik
embun dan kelembapan spesifik tetap konstan. Namun kelembapan relatif
mengalami penurunan.

Gambar 2.8 Proses pemanasan (sensible heating)
c.

Proses pendinginan dan menaikkan kelembapan spesifik (cooling and
humidifying)
Proses pendinginan dan menaikkan kelembapan spesifik (cooling and

humidifying) berfungsi menurunkan suhu dan menaikkan kandungan uap air di
udara. Proses ini menyebabkan perubahan temperatur bola kering, temperatur bola
basah dan kelembapan spesifik. Pada proses ini, terjadi penurunan temperatur

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18

kering dan volume spesifik. Selain itu, terjadi peningkatan temperatur bola basah,
titik embun, kelembapan relatif dan kelembapan spesifik.

Gambar 2.9 Proses pendinginan dan menaikkan kelembapan (cooling and
humidifying)
d.

Proses pendinginan (sensibel cooling)
Proses pendinginan adalah proses pengambilan panas sensibel dari udara

sehingga temperatur udara mengalami penurunan. Pada proses pendinginan,
terjadi penurunan pada temperatur bola kering, suhu bola basah dan volume
spesifik, namun terjadi peningkatan kelembapan relatif. Pada kelembapan spesifik
dan temperatur titik embun tidak terjadi perubahan atau konstan. Garis proses
pada psychrometric chart adalah garis horisontal kearah kiri.

Gambar 2.10 Proses pendinginan (sensible cooling)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19

e.

Proses humidifying
Proses humidifying merupakan proses penambahan kandungan uap air ke

udara tanpa merubah temperatur bola kering sehingga terjadi kenaikan entalpi,
temperatur bola basah, titik embun dan kelembapan spesifik. Garis proses pada
psychrometric chart adalah garis vertikal kearah ke atas.

Gambar 2.11 Proses menaikkan kelembapan (humidifying)
f.

Proses dehumidifying
Proses dehumidifying merupakan proses pengurangan kandungan uap air

pada udara tanpa merubah temperatur bola kering sehingga terjadi penurunan
entalpi, temperatur bola basah, titik embun dan kelembapan spesifik. Garis proses
pada psychrometric chart adalah garis vertikal kearah ke bawah.

Gambar 2.12 Proses penurunan kelembapan (dehumidifying)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20

g.

Proses pemanasan dan penurunan kelembapan (heating and dehumidifying)
Proses ini berfungsi untuk kenaikan suhu bola kering dan menurunankan

kandungan uap air pada udara. Pada proses ini terjadi penurunan kelembapan
spesifik, entalpi, temperatur bola basah dan kelembapan relatif, tetapi terjadi
peningkatan temperatur bola kering. Garis proses pada psychrometric chart
adalah garis keatas kanan bawah.

Gambar 2.13 Proses pemanasan dan penurunan kelembapan (heating and
dehumidifying)
h.

Proses pemanasan dan menaikkan kelembapan (heating and humidifying)
Pada proses ini udara dipanaskan disertai penambahan uap air. Pada proses

ini terjadi kenaikkan kelembapan spesifik, entalpi, suhu bola basah, suhu bola
kering. Garis proses pada psychrometric chart adalah garis kearah kanan keatas.

Gambar 2.14 Proses pemanasan dan menaikkan kelembapan (heating and
humidifying)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21

2.1.5.2 Proses-Proses Pada Mesin Penghasil Aquades
Proses-proses yang terjadi pada mesin penghasil aquades dapat dilihat
pada Gambar 2.15. Proses-prosesnya meliputi:

Gambar 2.15 Proses-proses yang terjadi pada mesin penghasil aquades
Keterangan dari Gambar 2.15
a.

Proses

pendinginan

dan

penambahan

kelembapan

(cooling

and

dehumidifying) di titik A-B dilakukan oleh pencurah air.
b.

Proses pendinginan (sensible cooling) di titik B-C dilakukan oleh evaporator

c.

Proses pendinginan dan penurunan kelembapan (cooling and dehumidifying)
di titik C-D dilakukan oleh evaporator.

d.

Proses pemanasan dan menaikkan kelembapan (heating and humidifying) di
titik D-A dilakukan di lingkungan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22

A

B

C
D

Gambar 2.16 Skematik siklus udara mesin penghasil aquades dengan pencurah air

2.1.5.3 Perhitungan Pada Psychrometric Chart
Dari data-data yang ada pada psychrometric chart dapat dihitung (a) laju
aliran volume air yang diembunkan, (b) besarnya volume air yang dihasilkan
perjamnya persatuan massa udara, (c) laju aliran massa udara, dan (d) debit aliran
udara.

a.

Laju aliran volume air yang diembunkan
Laju aliran volume air yang diembunkan dapat dihitung menggunakan

Persamaan (2.9):
Vair = v

air

∆t

Pada Persamaan (2.9)
Vair

: laju aliran volume air yang di embunkan, liter/jam

…(2.9)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23

vair

: jumlah volume air yang diembunkan, liter

∆𝑡

: selang waktu yang dibutuhkan, jam

b.

Kandungan uap air yang berhasil diembunkan oleh evaporator (ΔW).
Besarnya kandungan uap air yang berhasil diembunkan oleh evaporator

persatuan massa udara dapat dihitung menggunakan Persamaan (2.10):
∆W = WB – WA

…(2.10)

Pada Persamaan (2.10)
∆W

: uap air yang berhasil diembunkan oleh evaporator, kgair/kgudara

WA

: kelembapan spesifik udara sebelum masuk evaporator, kgair/kgudara

WB

: kelembapan spesifik udara setelah keluar evaporator, kgair/kgudara

c.

Laju aliran massa udara (ṁudara).
Laju aliran massa udara dapat dihitung dengan Persamaan (2.11):

ṁ udara =

Vair
WB-WA

Pada Persamaan (2.11)
WA

: kelembapan spesifik udara masuk evaporator, kgair/kgudara

WB

: kelembapan spesifik udara setelah keluar evaporator, kgair/kgudara

ṁudara : laju aliran massa udara, kgudara/jam
Vair

: laju aliran volume air, liter/jam

(2.11)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24

d.

Debit aliran udara
Debit aliran udara dapat dihitung menggunakan Persamaan (2.12):

Qudara=

ṁudara
ρudara

…(2.12)

Pada Persamaan (2.12)
Qudara : debit aliran udara, m³/jam
ṁudara : laju aliran massa udara, kgudara/jam
ρudara

: massa jenis udara (1,2 kg/m3)

2.2

Tinjauan Pustaka
Indri Yaningsih dan Tri Istanto, (2015) melakukan penelitian tentang studi

eksperimental pengaruh laju aliran massa udara terhadap produktivitas air tawar
unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses humidifikasi
dan dehumidifikasi. Penelitian ini dilakukan secara eksperimen. Pada penelitian ini
bertujuan untuk menguji pengaruh laju aliran massa udara terhadap produktivitas
air tawar unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses
humidifikasi dan dehumidifikasi. Pada penelitian ini laju aliran massa udara
divariasi sebesar 0,0103 kg/s, 0,0153 kg/s, 0,0202 kg/s, 0,0254 kg/s dan 0,0306
kg/s dengan cara mengatur kecepatan udara sebesar 2 m/s, 3 m/s, 4 m/s, 5 m/s dan
6 m/s. Untuk setiap pengujian, laju aliran massa air laut masuk humidifier dijaga
konstan sebesar 0,0858 kg/s, temperatur air laut masuk humidifier dijaga konstan
sebesar 45oC, salinitas air laut umpan sebesar 31.342 ppm dan air laut dalam
sistem ini disirkulasi ulang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa produktivitas air
tawar unit desalinasi meningkat dengan kenaikan laju aliran massa udara hingga
ke sebuah nilai optimum dan menurun setelah nilai optimum tersebut. Produksi air
tawar optimum diperoleh pada laju aliran massa udara 0,0202 kg/s yaitu sebesar

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25

24,48 liter/hari. Produksi air tawar unit desalinasi ini pada laju aliran massa air laut
0,0858 kg/s untuk laju aliran massa udara 0,0103 kg/s, 0,0153 kg/s, 0,0202 kg/s,
0,0254 kg/s dan 0,0306 kg/s berturut-turut rata-rata sebesar 11,28 liter/hari, 18,72
liter/hari, 24,48 liter/hari, 23,04 liter/hari dan 21,60 liter/hari. Air tawar hasil unit
desalinasi memiliki nilai salinitas 620 ppm.
Frenky Christian Nababan dan Himsar Ambarita, (2015) melakukan
penelitian tentang rancang bangun alat desalinasi air laut sistem vakum natural
dengan media evaporator dan kondensor yang dimodifikasi flange. Penelitian ini
dilakukan secara eksperimen. Pada penelitian ini Desalinasi air sistem vakum
natural merupakan sebuah konsep inovatif sistem desalinasi baru yang
memanfaatkan pengaruh gaya gravitasi natural dan tekanan atmosfer untuk
membentuk ruang vakum dimana air laut dievaporasikan menggunakan sumber
panas dengan tingkat yang rendah. Dari hasil penelitian dan analisis yang
dilakukan pukul 09:00-17:00 WIB selama enam hari pada tanggal 12-14
November 2015 dan dilanjutkan 16-18 November 2015 diperoleh, kinerja alat
desalinasi berada pada temperatur rata-rata evaporasi 50˚C pada tekanan vakum
rata-rata 61,083 cmHg dengan energi listrik rata-rata proses evaporasi selama
pengujian adalah 1 kWh dan total kehilangan panas ratarata 7,45 W. Adapun
kuantitas air bersih rata-rata perhari yang diperoleh ialah 1,15 L.
Eko Romadhoni, (2017) melakukan penelitian tentang mesin penghasil air
aki menggunakan mesin siklus kompresi uap dilengkapi dengan humidifier.
Penelitian ini dilakukan secara eksperimen. Tujuan dari pen