Beban Pendingin Akibat Konveksi dan Konduksi

4.2.6 Total Beban Pendingin

Setelah semua perhitungan beban pendingin dilakukan, maka didapatkanlah besar nilai total beban pendingin baik pada ruangan maupun dalam mesin pendingin. Pada ruangan, beban pendinginnya merupakan beban pendingin sensibel total dan beban pendingin laten total yang diperoleh dari beban pendingin akibat manusia, lampu, dan infiltrasi. Q s,tot = Q s,lampu + Q s,infiltrasi + Q s,manusia = 9,504 + 3,841 +90 = 103,345 W Q l,tot = Q l,infiltrasi + Q l,manusia = 8,7024 + 110 = 118,7024 W Sedangkan beban pendingin dalam mesin pendingin merupakan perpaduan antara beban pendingin akibat perpindahan panas konduksi, konveksi, maupun radiasi. Q pp , tot = Q rad,total + Q kond kov,total = 3,1215 + 32,856 = 35,9775 W

4.3 Analisa COP

Coefficient Of Performance Perhitungan COP dapat dihitung dengan mengetahui nilai beban perpindahan panas total Q pp , tot , beban sensibel total Q s,tot , beban laten total Q l,tot , dan daya kipas. Diketahui: - Q pp , tot = Beban pendingin perpindahan panas total = 35,9775 W - Q s,tot = Beban pendingin sensibel total = 103,345 W - Q l,tot = Beban pendingin laten total = 118,7024 W - P = Daya kipas = 12 W Maka nilai COP nya adalah: COP = , + , + , + , + , = 103,345+118,7024 +35,9775 12+103,345+118,7024 = 258,0249 234,0474 = 1,10245 Adapun nilai – nilai dari COP minimum dan maksimum selama pengujian mesin pendingin, yakni mulai dari tanggal 15 – 28 Januari 2015 diberikan pada Tabel 4.1 berikut. Tabel 4.1 Data COP Minimum dan Maksimum per Hari Tanggal COP Minimum COP Maximum Waktu Nilai Waktu Nilai 15 Januari 13:30 1.05186447 11:45 1.13772767 16 Januari 11:15 1.03662775 09:30 1.11519290 17 Januari 10:40 1.03491210 08:45 1.10271050 19 Januari 10:45 1.05087447 09:05 1.10812870 20 Januari 14:35 1.04531790 12:55 1.14831082 21 Januari 15:20 1.03049450 13:25 1.11594794 22 Januari 10:50 1.03522535 09:30 1.09773342 23 Januari 12:45 1.05214578 10:55 1.12933046 24 Januari 12:30 1.03768460 10:35 1.11256817 26 Januari 11:10 1.03986290 09:20 1.11474260 27 Januari 15:35 1.03680573 13:45 1.12925080 28 Januari 12:10 1.05249726 10:15 1.13868524 Dari tabel diatas, dapat dilihat bahwa COP cenderung bernilai maksimum pada awal pengujian, sedangkan COP cenderung bernilai minimum pada akhir pengujian.

4.4 Pengaruh Temperatur Lingkungan, Kelembaban Relatif, dan

Intensitas Radiasi terhadap Nilai COP COP atau Coefficient Of Penformance pada suatu mesin pendingin ruangan sangatlah bergantung pada keadaan temperatur lingkungan, kelembaban relatif, dan radiasi intensitas. Untuk mengetahui besar kecilnya pengaruh keadaan tersebut, dapat dibuat persamaannya pada Microsoft Excel dengan menggunakan data analisis. Dalam hal ini, digunakan sistem regresi berganda untuk mencari persamaan tersebut. Untuk membuat persamaan tersebut diperlukan data – data yang diketahui pada Tabel 4.2, dimana data tersebut merupakan data selama percobaan 2 jam per harinya. Tabel 4.2 Data COP, Temperatur, Kelembaban, dan Radiasi Intensitas Rata – Rata TANGGAL COP TEMPERATUR RUANGAN TL KELEMBABAN RELATIF Ø RADIASI INTENSITAS I WAKTU 15 JANUARI 1.100734302 305.8093333 0.6464167 600.4666667 11:35 - 13:30 16 JANUARI 1.078999850 302.9601667 0.7628333 450.5708333 09:25 - 11:20 17 JANUARI 1.075046093 302.6662917 0.6892083 480.8875000 08:45 - 10:40 19 JANUARI 1.085483568 303.2763750 0.5922917 515.6750000 08:50 - 10:45 20 JANUARI 1.092723457 305.8220417 0.5832500 316.5625000 12:40 - 14:35 21 JANUARI 1.081038334 303.9477500 0.6735833 390.1000000 13:25 - 15:20 22 JANUARI 1.072003287 302.0382500 0.7455417 317.2500000 09:00 - 10:55 23 JANUARI 1.089424672 304.3991667 0.5843750 741.9375000 10:55 - 12:50 24 JANUARI 1.075172092 303.1356250 0.6610000 218.2791667 10:35 - 12:30 26 JANUARI 1.070552681 302.4840417 0.7940833 384.6250000 09:15 - 11:10 27 JANUARI 1.083678627 303.7843750 0.6967500 402.3958333 13:40 - 15:35 28 JANUARI 1.094349944 304.5332500 0.6226667 647.6083333 10:15 - 12:10 Pertama – tama dimisalkan terlebih dahulu masing – masing keterangan dengan variabel sebagai berikut. - Temperatur Lingkungan = TL - Kelembaban Relatif = Ø - Radiasi Intensitas = I Dengan menggunakan data analisis yang terdapat dalam program Excel, persamaan regresi dari COP adalah: COP = 0,00599792 x TL + -0,009883236 x Ø + 1,81979 x 10 -5 x I-0,740187339 Melalui persamaan yang diperoleh, dapat diketahui bahwa peningkatan COP dapat dilakukan dengan memperbesar nilai temperatur lingkungan, memperkecil kelembaban udara, dan memperbesar radiasi intensitas. Adapun korelasi nilai rata – rata antara COP, temperatur lingkungan, kelembaban relatif, dan intensitas radiasi ditunjukkan pada Tabel 4.3. Tabel 4.3 Korelasi COP, Temperatur, Kelembaban, dan Radiasi Intensitas Rata – Rata COP TL Ø I COP 1 TL 0,925967 1 Ø -0,72406 -0,69189 1 I 0,601751 0,36917 -0,41337 1

4.5 Analisa Radiasi Langit Cerah

Analisa langit cerah dilakukan pada tanggal 19 Januari 2015 dari jam 7.00 AM – 6.00 PM. Sebelum dilakukan perhitungan, maka perlu diketahui beberapa data sebagai berikut. Diketahui: - n = Urutan hari = 19 - GMT = Greenwich Mean Time = 7 - Ø = Posisi lintang = 4 - L loc = Posisi bujur = 98 - A = Ketinggian dari permukaan laut = 200 m = 0,2 km - L st = Sudut berdasarkan GMT = 7 x 15 = 105 - r = Faktor koreksi iklim 1 = 0,95 - r 1 = Faktor koreksi iklim 2 = 0,98 - r k = Faktor koreksi iklim 3 = 1,02 Mula – mula dihitung nilai konstanta berdasarkan tanggal, yaitu: B = n-1 x 360 365 = 19 – 1 x 360 365 = 17,75342466 Setelah itu, dihitung persamaan waktu dengan persamaan: E = 229,2 0,000075 + 0,001868 cos B − 0,032077 sin B − 0,014615 cos2B – 0,04089sin 2B = -9,986959941 menit Langkah selanjutnya dihitung selisih waktu matahari dengan lokal: ST – STD = 4 L st – L loc + E = 4 105 – 98 + -9,986959941 = -37,98695994 menit Sudut deklinasi dapat dihitung dengan persamaan: = 6,918 10 −3 − 3,99912cos + 0,070257sin − 0,006758cos 2 + 9,07 10 −4 sin 2 − 0,002679cos 3 + 0,00148sin 3 = -3.78572241 rad Maka, radiasi matahari diluar dan sebelum masuk atmosfer dapat dihitung dengan persamaan: G on = 1367 1,00011 + 0,034221 cos B + 0,00128 sin B + 0,000719 cos 2B – 0,000077sin 2B = 1413,097472 Wm 2 Setelah radiasi matahari sebelum masuk atmosfer diperoleh, selanjutnya dihitung radiasi setelah masuk atmosfer. Perhitungan ini diwakili pada saat waktu lokal adalah jam 7.00 AM. Mula – mula dihitung terlebih dahulu sudut jam matahari dengan persamaan: � = 15 � − 12 + − � 15 60 = 15 7 – 12 + -37,98695994 15 60 = -84,49673999 Setelah itu, dihitung cosinus sudut zenith: cos � � = cos Ø cos cos � + sin Ø sin = 0,090854332 Selanjutnya dihitung fraksi radiasi yang diteruskan. Sebelum mencari nilai tersebut, maka dicari terlebih dahulu konstanta – konstanta faktor koreksi berdasarkan iklim dengan persamaan: = 0,4237 − 0,00821 6 − 2 = 0,95 0,4237 − 0,00821 6 − 0,2 2 = 0,14013982 1 = 1 0,5055 + 0,00595 6,5 − 2 = 0,98 0,5055 + 0,00595 6,5 − 0,2 2 = 0,72682239 = 0,2711 + 0,01858 2,5 − 2 = 1,02 0,2711 + 0,01858 2,5 − 0,2 2 = 0,376775964 Setelah diketahui parameter – parameter tersebut, fraksi radiasi yang diteruskan dapat dicari dengan persamaan: � = + 1 exp − cos � � = 0,14013982 + 0,72682239 exp −0,376775964 0,090854332 = 0,151631791 Selanjutnya dihitung radiasi jatuh langsung dengan persamaan: � = � � cos � � = 1413,097472 x 0,151631791 x 0,090854332 = 19,4674032 Wm 2 Radiasi hasil pantulan atmosfer dihitung dengan menggunakan persamaan: � = � cos � � 0,271 − 0,294 � = 1413,097472 x 0,090854332 x 0,271 – 0,294 x 0,151631791 = 29,06919682 Wm 2 Maka pada akhirnya, diperloleh nilai radiasi total pada permukaan datar yang merupakan radiasi langit cerah, yakni dengan persamaan: � = � + � = 19,4674032 + 29,06919682 = 48.53660001 Wm 2 Data lengkap radiasi langit cerah dari jam 7.00 AM hingga 6.00 PM ditunjukkan pada Tabel 4.4. Tabel 4.4 Radiasi Langit Cerah pada Tanggal 19 Januari 2015 7 8 9 10 11 12

7:00 8:00

9:00 10:00

11:00 12:00

ω -84.49673999 -69.49673999 -54.49673999 -39.49673999 -24.49673999 -9.496739985 os θz 0.090854332 0.344039345 0.573464775 0.763495659 0.901181705 0.977139836 τ 0.151631791 0.383253326 0.5169213 0.583859991 0.618608684 0.634414559 Gb 19.4674032 186.3228696 418.8931844 629.9229159 787.7719227 875.99571 Gd 29.06919682 76.97074234 96.45340405 107.1828786 113.5020613 116.65239 Gtot 48.53660001 263.293612 515.3465885 737.1057945 901.273984 992.6481 13 14 15 16 17 18

13:00 14:00

15:00 16:00

17:00 18:00

ω 5.503260015 20.50326001 35.50326001 50.50326001 65.50326001 80.50326001 os θz 0.986193633 0.927726093 0.805721683 0.628494802 0.408123169 0.159624746 τ 0.636167358 0.624366764 0.595485421 0.539232135 0.428869342 0.208740089 Gb 886.5550251 818.5244711 677.9978307 478.9052247 247.3365911 47.084526 Gd 117.0150975 114.6259702 109.2192851 99.88358075 83.57357093 47.28535231 Gtot 1003.570123 933.1504413 787.2171158 578.7888055 330.910162 94.36987831

4.6 Analisa Grafik

Analisa grafik dilakukan dengan merata – ratakan beban pendingin, COP, temperatur lingkungan, kelembaban relatif, dan radiasi intensitas selama 2 jamhari. Berikut ini adalah grafik beban pendingin per hari selama 2 jam pengujian. Gambar 4.1 Grafik Beban Pendingin Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa nilai beban pendingin maksimum selama pengujian terletak pada hari pertama yakni pada tanggal 15 Januari 2015. Hal ini disebabkan karena kondisi cuaca yang cerah. Sedangkan beban pendingin minimum terletak pada hari ke-9 yakni pada tanggal 24 Januari 2015. Hal ini disebabkan oleh kondisi cuaca berawan. Berikut ini adalah grafik COP per hari selama 2 jam percobaan. Gambar 4.2 Grafik COP Rata – Rata Dari grafik diatas, dapat dilihat bahwa nilai COP rata – rata berkisar diantara 1,07 sampai 1,1. Nilai COP ini bervariasi diakibatkan oleh perbedaan suhu ruangan yang mengakibatkan berubahnya nilai beban sensibel dan beban laten, beban konduksi, beban konveksi, dan beban radiasi. Berikutnya adalah grafik temperatur lingkungan vs kelembaban relatif per hari selama 2 jam percobaan. Gambar 4.3 Grafik Temperatur vs Kelembaban Relatif Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa temperatur ruangan berbanding terbalik dengan kelembaban relatif udara. Terlihat pada grafik pada hari ke 7 temperatur ruangan memiliki nilai terendah yaitu sebesar 302K diakibatkan oleh kelembaban udara yang relatif tinggi yaitu sebesar 0,74. Semakin besar kelembaban udara maka semakin kecil temperatur ruangan. Begitu pula sebaliknya, semakin kecil kelembaban udara maka semakin besar temperatur ruangan. Berikut ini adalah grafik radiasi intensitas per hari selama 2 jam percobaan.