Air Cooler dengan mempergunakan air yang didinginkan mesin pendingin.

Pada zaman sekarang ini kenyamanan menjadi suatu tuntutan hidup. Kenyamanan di dalam beraktivitas didapatkan dengan tersedianya lingkungan yang bersih, sejuk, dan bebas polusi. Tujuan dari penelitian ini adalah memodifikasi air cooler yang ada di pasaran dengan menggunakan air yang didinginkan mesin pendingin, Mengetahui karakteristik dari air cooler dan mengetahui peningkatan efisiensi dari air cooler tersebut.

Variasi penelitian dilakukan terhadap kondisi fluida air cooler dengan air cooler menggunakan fluida air yang didinginkan mesin pendingin dan air cooler menggunakan air biasa. Pengambilan data dilakukan pada setiap kecepatan setiap 15 menit sebanyak 2 data.

Dari penelitian didapatkan (a) Air Cooler dimodifikasi dengan baik

Sehingga dapat bersaing dengan air cooler yang ada di pasaran. (b) Karakteristik dari air cooler yang dibuat dengan 2 variasi penelitian kondisi udara mendapatkan hasil efisiensi terbaik dari air cooler menggunakan air yang didinginkan mesin pendingin, meliputi :

Kondisi udara kering masuk TdBout = 29,50℃, kondisi udara basah masuk TwBin = 24,50℃, kondisi udara kering keluar TwBout = 25,40℃,, kondisi udara basah keluar TwBout = 23,50℃, dan dengan efisiensi (η) = 74,55%

In the days of now comfort into a demands life. Comfort in exertion was obtained through the availability of a clean environment, cool, and free pollution. The purpose of this research is modify water cooler else on the market by means of the waters cooled machine cooling, know characteristic of water cooler and he knows increasing efficiency of the water cooler.

Variation the research was done about the condition of fluid water cooler with water cooler uses a fluid water that cooled machine cooling and water cooler use water. The data should be conducted in every pace of each 15 minutes as much as 2 data.

Of the study obtained (a) water cooler modified and can compete with water cooler else on the market. (b) characteristic of water cooler made by 2 variation research air condition get the best of water cooler water use cooled a cooling, covering:

Dry air in the condition TdBout = 29,50℃, Air condition wet entrance TwBin = 24,50℃, Dry air out conditions TwBout = 25,40℃, The wet air out TwBout = 23,50℃, And efficiency (η)74,55%.

i

AIR COOLER DENGAN MEMPERGUNAKAN AIR YANG

DIDINGINKAN MESIN PENDINGIN

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Mesin

Diajukan oleh : Jerry Gustaaf Talarima

NIM : 115214059

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2016

ii

WATER COOLER USING WATER COOLED COOLING

MACHINE

FINAL PROJECT

As partial fulfillment of the requirement to obtain the Sarjana Teknik degree

in Mechanical Engineering

by

Jerry Gustaaf Talarima Student Number : 115214059

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

vi

ABSTRAK

Pada zaman sekarang ini kenyamanan menjadi suatu tuntutan hidup. Kenyamanan di dalam beraktivitas didapatkan dengan tersedianya lingkungan yang bersih, sejuk, dan bebas polusi. Tujuan dari penelitian ini adalah memodifikasi air cooler yang ada di pasaran dengan menggunakan air yang didinginkan mesin pendingin, mengetahui karakteristik dari air cooler dan mengetahui peningkatan efisiensi dari air cooler tersebut.

Variasi penelitian dilakukan terhadap kondisi fluida air cooler dengan air cooler menggunakan fluida air yang didinginkan mesin pendingin dan air cooler menggunakan air biasa. Pengambilan data dilakukan pada setiap kecepatan setiap 15 menit sebanyak 2 data.

Dari penelitian didapatkan (a) Air Cooler dimodifikasi dengan baik Sehingga dapat bersaing dengan air cooler yang ada di pasaran. (b) Karakteristik dari air cooler yang dibuat dengan 2 variasi penelitian kondisi udara mendapatkan hasil efisiensi terbaik dari air cooler menggunakan air yang didinginkan mesin pendingin, meliputi :

Kondisi udara kering masuk TdBout = 29,50 , kondisi udara basah masuk TwBin = 24,50 , kondisi udara kering keluar TwBout = 25,40 , kondisi udara basah keluar TwBout = 23,50 , dan dengan efisiensi (η) = 74,55%

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, atas segala rahmat dan anugerah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

Skripsi ini merupakan salah satu syarat mendapatkan gelar Sarjana Teknik di Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma. Skripsi ini membahas mengenai modifikasi dan efisiensi air cooler yang dapat dijadikan refrensi untuk penggunaan air cooler dalam kehidupan sehari – hari dengan harga yang terjangkau dan perawatan yang mudah.

Penulis menyadari bahwa penyusunan skrispi ini melibatkan banyak pihak. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Sudi Mungkasi, Ph. D., Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta, sekaligus sebagai Dosen Pembimbing Skripsi.

3. Ir. Rines, M.T., Dosen Pembimbing Akademik.

4. Frengky Charles Talarima dan Ellen Talarima selaku orang tua yang memberikan motivasi dan semangat paling kuat serta membiayai penulis dalam menyelesaikan kuliah dan skripsi ini.

5. Charly Billy Talarima, Hendrico Paul Talarima dan Claudia Anatasya Serafim Talarima sebagai kakak kandung dan adek kandung penulis.

6. Anastasya Puji Astuti, Vinna Marcelia Tamaela, Yosep Dwi Nugroho dan Yohanes Ragil sebagai teman seperjuangan sekaligus teman dekat penulis. 7. Tiara Erlina Ngili sebagai kekasih yang selalu memberikan semangat dan

motivasi penulis selama ini.

8. Alex Christian Ngili dan Herlince Erni Ngili Radja yang selalu memberikan semangat dan motivasi penulis selama ini.

9. Teman – temankos, Bikers HTCI dan teman gereja yang selalu memberikan penghiburan penulis.

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

TITLE PAGE ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

HALAMAN PERSETUJUAN ... Iv HALAMAN PERNYATAAN ... V ABSTRAK ... Vi HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ... Vii KATAPENGANTAR ... Viii DAFTAR ISI ... X DAFTAR TABEL ... Xiii DAFTARGAMBAR ... _Xvii BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 3

1.2 Rumusan masalah ... 3

1.3 Tujuan Penelitian ... 3

1.4 Batasan Masalah ... 4

1.5 Manfaat Penelitian ... 4

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ... 6

2.1 Dasar teori ... 6

2.1.1 Air Cooler (Evaporative Cooler) ... 6

2.1.1.1 Tipe Desain Air Cooler (Evaporative Cooler)... 6

2.1.1.2 Bagian-Bagian Air cooler... 2.1.1.3 Komponen Utama Mesin Pendingin……….. 2.1.1.4 Siklus Kompresi Uap ………. 8 12 17 2.1.2 Pendinginan Evaporative ... 20

2.1.3 Sifat-sifat Udara Basah ... 24

2.1.3.1 Temperatur Bola Kering (dry bulb temperature) (dB)... 24 2.1.3.2 Temperatur Bola Basah (wet bulb temperature) (wB)... ₂₄

2.1.3.3 Kelembaban Spesifik (spesifik humidity) (w)... 24

2.1.3.4 Kelembaban Relatif (relatife humidity) (RH)... 25

2.1.3.5 Temperature Dew - point (Ta)... 25

2.1.3.6 Volume Spesifik (v)... 26

2.1.3.7 Entalpi Udara (h)... 26

xi

2.1.5 Efisiensi Pendinginan Evaporative ... 29

2.1.6 Faktor Pertimbangan Dalam Pemilihan Sistem Penyegaran Udara ... 31

2.2 Tinjauan Pustaka ... 32

BAB III PEMBUATAN ALAT... 37

3.1 Persiapan ... 3.1.1 Komponen Utama ………. 3.1.2 Komponen Utama Mesin Pendingin ……… 3.1.3 Sarana dan Alat yang digunakan ………. 3.1.4 Langkah – langkah Pembuatan mesin Air Cooler ……… 3.1.5 Cara Kerja Air Cooler ………... 37 37 42 46 47 49 3.1.6 Pengujian Alat Air Cooler ... 50

BAB IV METODOLOGI PENELITIAN ... 51

4.1 Objek Penelitian ... 51

4.2 Skematis Pengujian ... 51

4.3 Variasi Penelitian ... 52

4.4 Peralatan Pengujian ... 53

4.5 CaraMemperoleh Data ... 57

4.6 Cara Mengolah Data ... 58

4.7 Cara Menyimpulkan ... 59

BAB V HASIL PENGUJIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ... ₆₀

5.1 Hasil Pengujian ... 60

5.1.1 Pengujian Air Cooler Dengan Menggunakan Air Yang Didinginkan Mesin Pendingin... ₆₀

5.1.2 Pengujian Air Cooler Dengan Menggunakan Air Biasa... ₆₂

5.1.3 Pengujian Air Cooler Dengan Air Yang Didinginkan Mesin Pendingin Dengan Kondisi Udara Masuk Di Kondisikan Bersuhu Tinggi ………. 64

5.1.4 Pengujian Air Cooler Dengan Menggunakan Mesin Pengering Dengan Air Biasa... 66

5.2 Perhitungan ………. 67

5.2.1 Perhitungan Efisiensi Air Cooler Dengan Menggunakan Air Yang Didinginkan Mesin Pendingin ……….… 67

5.2.2 Perhitungan Efisiensi Air Cooler Dengan Menggunkan Air Biasa ……….. 68

5.2.3 Perhitungan Efisiensi Air Cooler Dengan Menggunkan Mesin Pengering Dengan Air Yang Didinginkan Mesin Pendingin... ₆₉

5.2.4 Perhitungan Efisiensi Air Cooler Dengan Menggunakan Mesin Pengering Dengan Air Biasa……….. . 69

xii

5.2.5 Perhitungan Air Cooler ………. 70 5.3 Analisa Data ... ₇₇ 5.3.1 Pengaruh Kecepatan Aliran Udara Terhadap 63 Efisiensi Air Cooler ...

5.3.2 Pengaruh Kecepatan Aliran Udara Terhadap Efisiensi

Air Cooler……….. 78

5.3.3 Pengaruh Kecepatan Aliran Udara Terhadap

Efisiensi Air Cooler ... 79 5.3.4 Membandingkan Air Yang Didinginkan Mesin

Pendingin Dengan Air Biasa ………. 80 5.3.5 Pengaruh Kecepatan Aliran Udara Terhadap………….. 81 5.3.6 Pengaruh Kecepatan Udara Terhadap Efisiensi Air

Cooler ……….. 82

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN... 6.1 Kesimpulan ...

83 6.2 Saran ...

84 DAFTARPUSTAKA ... 85

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data hasil penelitian untuk berbagai kondisi air cooler dan kondisi

kecepatan udara Low... 57 Tabel 4.2 Data hasil penelitian untuk berbagai kondisi air cooler dan kondisi

kecepatan udara Medium... 58 Tabel 4.3 Data hasil penelitian untuk berbagai kondisi air cooler dan kondisi

kecepatan udara High... 58 Tabel 5.1 Hasil pengujian menggunakan air yang didinginkan mesin pendingin

kecepatan kipas Low... 61 Tabel 5.2 Hasil pengujian menggunkan air yang didinginkan mesin pendingin

kecepatan kipas Medium... 61 Tabel 5.3 Hasil pengujian menggunkan air yang didinginkan mesin pendingin

air, kecepatan kipas High... 62 Tabel 5.4 Hasil pengujian menggunakan air biasa

kecepatan kipas Low... 62 Tabel 5.5 Hasil pengujian menggunkan air biasa

kecepatan kipas Medium... 63 Tabel 5.6 Hasil pengujian menggunkan air biasa

kecepatan kipas High... 63 Tabel 5.7 Hasil pengujian menggunkan mesin pengering dengan air yang

Didinginkan mesin pendingin

kecepatan kipas Low... 64 Tabel 5.8 Hasil pengujian menggunkan mesin pengering dengan air yang

Didinginkan mesin pendingin

kecepatan kipas Medium... 65 Tabel 5.9 Hasil pengujian menggunkan mesin pengering dengan air yang

Yang didinginkan mesin pendingin

kecepatan kipas High... 65 Tabel 5.10 Hasil pengujian menggunakan mesin pengering dengan air biasa

kecepatan kipas Low... 66 Tabel 5.11 Hasil pengujian menggunakan mesin pengering dengan air biasa

kecepatan kipas Medium... 66 Tabel 5.12 Hasil pengujian menggunakan mesin pengering dengan air biasa

kecepatan kipas High... 67 Tabel 5.13 Hasil perhitungan menggunakan air yang didinginkan mesin

Mesin pendingin kecepatan kipas Low... 71 Tabel 5.14 Hasil perhitungan menggunakan air yang didinginkan mesin

xiv

kecepatan kipas Medium... 71 Tabel 5.15 Hasil perhitungan menggunakan air yang didinginkan mesin

kecepatan kipas High... 72 Tabel 5.16 Hasi lperhitungan menggunakan air biasa,

kecepatan kipas Low... 72 Tabel 5.17 Hasil perhitungan menggunakan air biasa,

kecepatan kipas Medium... 73 Tabel 5.18 Hasil perhitungan menggunakan air biasa

kecepatan kipas High... 73 Tabel 5.19 Hasil penghitungan menggunakan mesin pengering dengan air yang

Didinginkan mesin pendingin, kecepatan kipas Low... 74 Tabel 5.20 Hasil penghitungan menggunakan mesin pengering dengan air yang

Didinginkan mesin pendingin, kecepatan kipas Medium... 74 Tabel 5.21 Hasil penghitungan menggunakan mesin pengering dengan air yang

Didinginkan mesin pendingin, kecepatan kipas High... 75 Tabel 5.22 Hasil penghitungan menggunakan mesin pengering dengan air biasa

Kecepatan kipas Low... 76 Tabel 5.23 Hasil penghitungan menggunakan mesin pengering dengan air biasa

Kecepatan kipas Medium... 76 Tabel 5.24 Hasil penghitungan menggunakan mesin pengering dengan air biasa

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Direct evaporative cooling... 7

Gambar 2.2 Indiract evaporative cooling... 8

Gambar 2.3 Casing air cooler... 9

Gambar 2.4 Blower atau fan... 9

Gambar 2.5 Cooling pad ... 10

Gambar 2.6 Pompa air... 10

Gambar 2.7 Filter ... 11

Gambar 2.8 Water distribution line... 11

Gambar 2.9 Evaporator ... 12

Gambar 2.10 Kompresor hermetic ……… 14

Gambar 2.11 Kondensor... 15

Gambar 2.12 Pipakapiler... 16

Gambar 2.13 Filter ... 16

Gambar 2.14 Skematik mesin pendingin siklus kompresi uap ………….. 17

Gambar 2.15 Diagram P-h siklus kompresi uap ……….. 17

Gambar 2.16 Diagram T-s siklus kompresi uap ……… 18

Gambar 2.17 Proses pendinginan evaporative ... 23

Gambar 2.18 Rangka diagram psikometrik ………. 28

Gambar 2.19 Delapan proses thermodinamika dasar ... 29

Gambar 3.1 Rumah atau Casing ... 37

Gambar 3.2 Blower atau fan ………. 38

Gambar 3.3 Cooling Pad... 39

Gambar 3.4 Pompa aquarium... 40

Gambar 3.5 Water Distribution Line... 40

Gambar 3.6 Selang pompa aquarium... 41

Gambar 3.7 Filter udara... 41

Gambar 3.8 Kompresor... 42

Gambar 3.9 Kondenser... 43

Gambar 3.10 Pipakapiler... 44

Gambar 3.11 Evaporator... 44

Gambar 3.12 Filter... 45

Gambar 3.13 Obeng dan Gunting... 46

Gambar 3.14 Cutter dan Stopwatch... 47

Gambar 3.15 Termometer dan Termocopel... 47

Gambar 3.16 Pompa aquarium 12 wat... 48

Gambar 3.17 Selang aquarium ... 48

Gambar 4.1 Skema rangkaian alat... 51

xvi

Gambar 4.3 Roll kabel listrik... 54

Gambar 4.4 Termokopel dan penampil suhu digital... 55

Gambar 4.5 Kalkulator ……… 55

Gambar 4.6 Alat tulis ……….. 56

Gambar 4.7 Stop watch ………... 56

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada zaman sekarang ini kenyamanan didalam beraktivitas merupakan salah satu tuntutan kebutuhan hidup hampir semua manusia.Tidak hanya orang-orang yang berkucukupan yang memerlukan, tetapi juga parapelajar agar dapat belajar dengan baik, dan para karyawan agar dapat memaksimalkan hasil kerja.Setiap rumah hunian juga memerlukan kenyamanan untuk menjaga kenyaman beraktivitas bersama keluarga.Kenyamanan di dalam beraktivitas dapat dicapai dengan tersedianya lingkungan yang bersih, sejuk, dan bebas dari polusi.Tentu keadaan yang seperti ini sudah sangat jarang ditemukan di lingkungan tempat tinggal kita, khususnya daerah perkotaan yang memiliki kualitas udara buruk/kotor.

Udara kotor dapat disebabkan karena adanya berbagai macam polusi udara. Polusi udara ini dapat disebabkan dari berbagai macam sumber, yaitu asap knalpot kendaraan bermotor, asap rokok, asap dari pabrik-pabrik yang beroperasi, asap pembakaran sampah, bakteri/virus, bau keringat manusia. Berbagai macam upaya telah dilakukan manusia untuk mengurangi udara panas dan kotor, contoh yang banyak digunalan adalah AC (Air Conditioner) danair cooler.

AC (Air Conditioner) bekerja dengan cara mensirkulasikan udara dalam satu ruangan melewati bagian evaporator yang terdiri dari pipa-pipa dan sirip-sirip pendingin dimana gas pendingin (freon) mengalir. AC (Air Conditioner) sangatmudah didapatkan di toko-toko elektronik, dan udara dingin yang

2

dihasilkan bervariatif sesuai kebutuhan. Namun AC (Air Conditioner) mempunyai beberapa kekurangan yang cukup merugikan yaitu selain memerlukan daya listrik yang besar penggunaan freon sebagai cairan pendingin sangat merusak lingkungan karena mengikis lapisan ozon yang juga sebagai salah satu penyumbang terbesar pemanasan global yang saat ini sudah mulai dirasakan dampaknya. Jika dibandingkan dengan air cooler maka semua kekurangan dari AC (Air Conditioner) dapat diatasi karena air cooler selain hanya membutuhkan daya yang kecil juga lebih ramah lingkungan.

Prinsip kerja air cooler hampir sama dengan AC (Air Conditioner) tetapi udara dilewatkan pada suatu ruangan melewati suatu pad dimana pad berfungsi sebagai tempat mengalir air yang nantinya akan menghasilkan udara dingin dan sekaligus sebagai penyaring udara kotor. Pendingin udara ini bekerja dengan cara mensirkulasikan air secara terus – menerus dan menjadikan air dari aliran air menjadi butira – butiran air yang kemudian menguap untuk menurunkan temperature udara air cooler lebih menguntungkan dibandingkan AC (Air Conditioner). Adapun keuntungannya adalah lebih ramah lingkungan karena mempergunakan cairan pendingin air, mudah perawatannya dan Penggunaan daya listrik yang jauh lebih rendah karena hanya menggunakan kipas angin dan pompa dibandingkan dengan Air Conditioner (70watt – 80watt). Sedangkan Air Conditioner untuk yang 1/2 PK saja butuh daya hingga 260 watt - 300 watt.Perawatan yang cenderung lebih mudah dan murah, cukup dengan bermodalkan sikat gigi yang dibasahi air untuk membersihkan filter udaranya, dan untuk kisi-kisi airnya hanya perlu dibersihkan dengan menyemprotkan air keran

3

secara merata tanpa perlu penggunaan cairan pembersih.Dilihat dari segi ekonomipun air cooler lebih murah dibandingkan dengan AC (Air Conditioner). Kerugian dari penggunaan air cooler adalah pendinginan udaranya bersifat lokal, lebih ribet karena harus mengisi air dan membekukan ice pack.

Berdasarkan latar belakang di atas, penulis tertarik untuk melakukan penelitian tantang air cooler. Tujuan penelitian untuk mendapatkan suhu penurunan udara dinginyang dihasilkan.3

1.2 Rumusan Masalah

Air cooler yang berada di pasaran masih dimungkinkan untuk dinaikkan nilai efisiensinya atau masih dimungkinkan untuk diturunkan suhu udara keluar dari air cooler. Bagaimana menemukan salah satu solusi untuk meningkatkan efisiensi air cooler yang ada di pasaran?

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

a. Merancang dan membuat Air Cooler yang mempergunakan air yang didinginkan mesin pendingin.

b. Mengetahui beberapa karateristik Air Cooler yang meliputi: 1.Kondisi udara keluar dari Air Cooler, untuk berbagai kondisi

2. Efisiensi mesin air cooler, untuk berbagai kondisi kecepatan high, kecepatan medium dan kecepatan low

4 1.4Batasan masalah

Batasan masalah yang diambil dalam pembuatan penelitian alat:

a. Air cooler yang dipergunakan, memakai salah satu air cooler standar yang ada di pasaran.

b. Air cooler bekerja dengan menggunakan air yang didinginkan oleh mesin pendingin.

c. Mesin pendingin bekerja dengan siklus kompresi uap.

d. Kompresor mesin pendingin memiliki daya ½ PK, dengan jenis kompresor hermetic, seperti yang ada di pasaran.

e. Panjang pipa kapiler dari mesin pendingin 150 cm dengan diameter 0,028 inci ( 0,71 mm ) dari bahan tembaga.

f. Evaporator dan kondensor mempergunakan evaporator dan kondensor standar, sesuai dengan besarnya daya kompresor.

g. Ada 3 kecepatan udara yang dipergunakan di dalam variasi penelitian: kecepatan high, kecepatan medium dan kecepatan low

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian tentang peralatan air cooler ini adalah:

a. Mempunyai pengetahuan dalam pembuatan air cooler yang dikombinasikan dengan mesin pendingin.

b. Dapat dipakai sebagai contoh air cooler yang dipergunakan oleh kalangan masyarakat luas, dengan efisiensi yang lebih baik.

c. Hasil penelitian dapat digunakan untuk menambah kasanah ilmu pengetahuan tentang air cooler yang dapat di tempatkan di perpustakaan

6

BAB II

DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

2.1.1 Air Cooler

Air Cooler merupakan sebuah mesin pendingin yang menggunakan prinsip evaporative cooling. Pendinginan evaporative atau secara teknik disebut dengan pendinginan adiabatik adalah suatu proses pengkondisian udara yang dilakukan dengan membiarkan kontak langsung antara udara dengan uap air sehingga terjadi perubahan panas dari panas sensibel menjadi panas laten. Pada daerah yang beriklim panas dan kering seperti Amerika Serikat dan beberapa negara lain, penggunaan air cooler dapat dilihat pada sebagian atau seluruh bangunan yang ada pada daerah tersebut karena air cooler dapat mereduksi seperempat dari penggunaan energi refrigeran air conditioner.

2.1.1.1Tipe Desain Air Cooler (Evaporative Cooler) A. Direct evaporative cooling

Direct evaporative cooling merupakan suatu cara yang digunakan untuk mendinginkan udara dengan sangat sederhana. Sebuah unit pendingin menguapkan uap air secara mekanik dengan menggunakan kipas angin untuk menarik udara melalui membrane yang dibasahi, atau pad, yang menyediakan permukaan yang luas untuk penguapan air ke udara. Air disemprotkan di bagian atas pad sehingga dapat menetes ke dalam membran dan terus menjaga membran dalam keadaan basah. Setiap kelebihan air yang menetes keluar dari bagian bawah membrane dikumpulkan dalam bak penampungan air kemudian diedarkan

7

kembali ke atas.Prinsip kerja evaporativecooling dapat dilihat pada Gambar 2.1. Udara dari luar (outdoor air) dialirkan secara paksa menggunakan supply fan melalui cooling pad yang dijaga tetap basah dengan cara mengalirkan air dari bagian atas cooling pad sehingga sebagian panas sensibel dari udara dipindahkan ke air dan menjadi panas laten yang menyebabkan suhu udara menjadi dingin. (Karpiscak, 1994, p.3)

Gambar 2.1 Direct evaporative cooling B. Indirect evaporative cooling

Indirect evaporative cooling merupakan proses mendinginkan tanpa meningkatkan kelembaban spesifik (w). Sistem indirect, lebih mahal dan mengkonsumsi energi yang lebih banyak jika dibandingkan dengan menggunakan sistem direct evaporative cooler.Prinsip kerja dari sistem ini ditunjukkan pada Gambar 2.2.Supplay fan mengalirkan udara luar (outdor air) hingga bersentuhan dengan satu sisi permukaan heat exchanger yang dingin, yang didalamnya mengalir udara (secondary air) yang suhunya relatif rendah. Setelah terjadi

8

perpindahan panas antara udara yang mengalir di luar heat exchanger dengan udara yang berada di dalam melalui heat exchanger, udara yang di dalam suhunya menjadi naik dan pada saat bersamaan pada sisi lain heat exchanger bersentuhan dengan cooling pad sehingga terjadi proses direct evaporative cooling. (Karpiscak, 1994, p.3)

Gambar 2.2.Indirect evaporative cooling

2.1.1.2Bagian-BagianAir cooler

Air Cooler terdiri dari beberapa bagian antara lain: a. Rumah atau casing

Bagian yang merupakan frame atau rangka dari sebuah air cooler dan berfungsi sebagai tempat melekatnya cooling pad, pompa, dan instalasi water distribution.

9

Gambar 2.3. Casing air cooler

b. Blower atau fan

Blower atau fan merupakan peralatan yang berfungsi mengalirkan udara luar dengan prinsip perbedaan tekanan yang terjadi pada inlet dan outlet. Untuk kapasitas mulai dari 1000 cm hingga 2000 cm digunakan fan tipe axial sedangkan untuk kapasitas 3000 cm keatas digunakan blower tipe aliran sentrifugal.

10 c. Cooling pad

Cooling pad merupakan bagian yang berfungsi sebagai media pendingin. Umumnya cooling pad terbuat dari bahan fiberglass, serat selulosa, atau aspen wood fiber.

Gambar 2.5. Cooling pad

d. Pompa

Pompa berfungsi mensirkulasi air dari water tank (tempat penampungan air). Pompa bekerja ketika udara dialirkan oleh fan melewati cooling pad dimana pompa mengalirkan air dari water tank ke bagian atas cooling pad.

11 e. Filter

Filter merupakan bagian yang berfungsi sebagai penyaring udara yang akan menyaring partikel debu.

Gambar 2.7. Filter

f. Water distribution line

Water distribution line merupakan peralatan yang tepat terletak di bagian atas dari cooling pad. Peralatan ini berfungsi mendistribusikan air agar seluruh permukaan dari cooling pad dapat menerima aliran air sehingga seluruh permukaan dapat dijaga tetap basah (E-source, 1995)

12 2.1.1.3 Komponen Utama Mesin Pendingin

Komponen utama mesin pendingin kompresi uap terdiri dari beberapa komponen utama seperti: (a) evaporator, (b) kompresor, (c) kondenser dan (d) pipa kapiler.

a. Evaporator

Evaporator adalah bentuk pipa yang dikonstruksi sedemikian rupa. Fungsinya sebagai alat pendinginyang memiliki tekanan yang sangat rendah didalamnya.Refrigeran cair yang berasal dari pipa kapiler atau keran ekspansi berubah wujudnya menjadi gas ketika memasuki evaporator.Pipa evaporator ada yang terbuat dari bahan tembaga, besi, alumunium atau dari kuningan.Namun kebanyakan terbuat dari alumanium dan besi.

Gambar 2.9. Evaporato

b. Kompresor

Kompresor adalah suatu alat mekanis yang bertugas untuk mengisap uap refrigeran dari evaporator kemudian menekannya (mengkompres) sehingga suhu dan tekanan uap refrigeran tersebut menjadi lebih tinggi.

Ada 3 macam kompresor yang biasa digunakan dalam mesin pendingin saat ini, yaitu kompresor torak, kompresor sentrifugal, dan kompresor rotary, selanjutnya dari macam – macam kompresor tersebut dibagi dalam 3 kategori,

13

yaitu: Kompresor jenis terbuka, kompresor jenis hermatik, kompresor jenis semi hermatik.

1. Kompresor jenis terbuka (Open type compressor)

Jenis kompresor ini terpisah dari tenaga penggeraknya, dan masing – masing bergerak sendiri dalam keadaan terpisah.Tenaga penggerak kompresor umumnya motor listrik. Salah satu ujung poros engkol dari kompresor menonjol keluar, sebuah puli dari luar dipasang pada ujung poros tersebut. Puli pada kompresor berfungsi sebagai roda gaya yang digunakan sebagai daun kipas untuk mendinginkan kondesor dan kompresor sendiri. Karena ujung poros keluar dari rumah kompresor, maka harus diberi pelapis agar refrigeran tidak bocor keluar. Keuntungan kompresor jenis terbuka:

 Putaran kompresor dapat diubah dengan cara mengganti diameter puli.

 Ketinggian minyak pelumas dapat diketahui dengan mudah.

 Jika terjadi kerusakan dapat dengan mudah diketahui dan melakukan

penggantian komponen.

2. Kompresor jenis hermetik (Hermatic type compressor)

Jenis kompresor yang motor penggeraknya dan kompresornya berada dalam satu rumahan yang tertutup. Motor penggerak langsung memutar poros dari kompresor sehingga putaran motor penggerak sama dengan kompresor.

Keuntungan dari kompresor hermatik:

 Bentuknya kecil dan harganya relatif terjangkau.

 Tidak memakai tenaga penggerak dari luar sehingga tingkat kebisingan rendah.  Tidak memakai sil pada porosnya, sehingga jarang terjadi kebocoran.

14

 Tidak memerlukan ruang penempatan yang besar.

Kerugian dari kompresor hermetik adalah:

 Ketinggian minyak pelumas kompresor susah diketahui.

 Kerusakan yang terjadi didalam kompresor sudah diketahui sebelum rumah kompresor dibuka.

 Digunakan pada mesin pendingin yang berkapasitas kecil.

Gambar2.10. Kompresor hermetik 3. Kompresor jenis semi hermetik

Kompresor semi hermetik adalah kompresor yang motor penggeraknya berada satu rumah dengan housing kompresor tapi tidak dilas sehingga masih bisa dibuka untuk perbaikan.

c. Kondensor

Kondensor adalah alat penukar kalor untuk mengubah wujud gas bahan pendingin pada suhu dan tekanan tinggi menjadi wujud cair.Jenis kondensor yangbanyak digunakan pada teknologi saat ini adalah kondensor dengan pendingin udara.Kondensor seperti ini memiliki bentuk yang sederhana dan tidak memerlukan perawatan khusus. Saat mesin pendingin bekerja, kondensor akan

15

terasa hangat bila dipegang.Agar proses perubahan wujud yang diinginkan ini dapat terjadi, maka kalor atau panas yang ada dalam gas refrigeran yang bertekanan tinggi harus dibuang keluar dari sistem.

Gambar 2.11. Kondensor

d. Pipa kapiler

Pipa kapiler adalah suatu pipa pada mesin pendingin baik itu air conditioner, air cooler dll.Pipa kapiler ini adalah pipa yang paling kecil jika di banding dengan pipa lainnya. Untuk pipa kapiler suatu mesin pendingin berukurandiameter 0,028 inci (0,71mm). Kerusakan pada pipa kapiler di mesin pendingin ini biasanya disebabkan karena pipa kapiler ini mengalami kebuntuan akibat kotoran yang masuk dan juga oli. Gas refrigeran yang keluar dari kompresor telah menjadi gas yang bertekanan kemudian mengalir melalu pipa-pipa kondensor dan melewati proses penyaringan di filter setelah itu baru menuju pipa kapiler. Penempatan pipa kapiler ini biasanya digulung untuk menghemat tempat dengan menggunakan mal kapasitor agar tidak rusak (digulung

16

melingkar).Pipa kapiler berfungsi sebagai alat untuk menurunkan tekanan, merubah fase refrigeran dari cair menjadi fase campuran cair dan gas.

Gambar 2.12. Pipa kapiler

Filter adalah alat yang mempunyai fungsi menyaring kotoran – kotoran yang berbentuk padat yang terbawa refrigeran yang berasal dari sistem itu sendiri atau dari kotoran sisa pemotongan pipa tembaga pada proses pengelasan, dapat juga dari korosi saluran pipa. Filter dipasang pada daerah bertekanan tinggi pada ujung pipa kondensor yang menuju pipa kapiler dengan tujuan jika ada kotoran atau ada udara yang terjebak dalam siklus tersebut akan tersaring terlebih dahulu agar pipa kapiler tidak tersumbat.

17 2.1.1.4 Siklus Kompresi Uap

Gambar 2.13 menyajikan skematik mesin pendingin siklus kompresi uap. Gambar 2.14 dan Gambar 2.15 menyajikan proses siklus kompresi uap pada diagram P – H dan diagram T – S.

Gambar 2.14. Skematik mesin pendingin siklus kompresi uap

18

Gambar 2.16. Diagram T-s siklus kompresi uap

Siklus kompresi uap pada Gambar 2.13, Gambar 2.14 dan Gambar 2.15 tersusun dari beberapa tahapan sebagai berikut: proses kompresi, proses pendinginan dengan penurunan suhu, proses kondensasi, proses pendinginan lanjut, proses ekspansi (proses penurunan tekanan), evaporasi, dan proses pemanasan lanjut.

Proses yang terjadi pada siklus refrigerasi kompresi uap: a. Proses kompresi (1-2)

Proses kompresi terjadi pada tahap 1-2 dari Gambar 2.14 dan Gambar2.15. Refrigeran dalam bentuk uap panas lanjut masuk ke kompresor, kerja atau usaha yang diberikan pada refrigeran a kan menyebabkan kenaikan pada tekanan

19

sehingga temperatur refrigeran akan lebih tinggi dari temperatur lingkungan (refrigeran mengalami fasa superheated / gas panas lanjut)

b. Proses pendinginan suhu gas panas lanjut (2-2a)

Proses pendingin dari gas panas lanjut menjadi gas jenuh terjadi pada tahap 2-2a dari Gambar 2.14 dan Gambar 2.15. Refrigeran mengalami penurunan suhu pada tekanan tetap. Hal ini disebabkan adanya kalor yang mengalir ke lingkungan, karena suhu refigeran lebih tinggi dari suhu lingkungan.

c. Proses kondensasi (2a-2b)

Proses kondensasi terjadi pada tahap 2a-2b dari Gambar 2.14 dan Gambar 2.15. Pada proses ini gas jenuh mengalami perubahan fase menjadi cair jenuh. Proses berlangsung pada suhu dan tekanan tetap. Pada proses ini terjadi aliran kalor dari kondensor ke lingkungan karena suhu kondensor lebih tinggi dari suhu udara lingkungan.

d. Proses pendinginan lanjut (2b-3)

Proses pendinginan lanjut terjadi pada tahap 2b-3 dari Gambar 2.14 dan Gambar 2.15. Pada proses pendinginan lanjut terjadi proses penurunan suhu refrigeran dari keadaan cair jenuh ke refrigeran cair. Proses ini berlangsung pada tekanan konstan. Proses ini di perlukan agar kondisi refrigeran keluar kondensor benar- benar dalam fase cair.

20 e. Proses penurunan tekanan (3-4)

Proses penurunan tekanan terjadi pada tahap 3-4 dari Gambar 2.14 dan Gambar 2.15. Dalam fasa cair refrigeran mengalir menuju ke komponen pipa kapiler dan mengalami proses penurunan tekanan dan penurunan suhu. Sehingga suhu refrigeran lebih rendah dari temperatur lingkungan. Pada tahap ini fase refrigeran berubah dari fase cair menjadi fase campuran: cair dan gas.

f. Proses evaporasi (4-4a)

Proses evaporasi terjadi pada tahap 4-4a dari Gambar 2.14 dan Gambar 2.15. Refrigeran dalam fasa campuran cair dan gas mengalir ke evaporator dan kemudian menerima kalor dari lingkungan yang akan didinginkan sehingga fasa dari refrigeran berubah seluruhnya menjadi gas jenuh. Proses berlangsung pada tekanan yang tetap, demikian juga berlangsung pada suhu yang tetap.

g. Proses pemanasan lanjut (4a-1)

Proses pemanasan lanjut terjadi pada tahap 4a-1 dari Gambar 2.14 dan Gambar 2.15. Pada saat refrigeran meninggalkan evaporatorrefrigeran kemudian mengalami proses pemanasan lanjut. Dengan adanya proses pemanasan lanjut fase refrigeran berubah dari fase gas jenuh menjadi gas panas lanjut. Dengan demikian refrigeran sebelum masuk kompresor benar – benar dalam fase gas. Proses

2.1.2 Pendinginan Evaporative

Proses pendinginan evaporative atau secara teknik disebut dengan proses pendinginan adiabatik adalah suatu proses pengkondisian udara yang dilakukan dengan membiarkan kontak langsung antara udara dengan air, sehingga

21

terjadiperpindahan panas dan perpindahan massa antara keduanya. Temperatur bola kering udara akan menurun dalam proses ini, dan panas sensibel yang dilepaskan digunakan untuk menguapkan sebagian butiran air. Apabila selang waktu kontak air dan udara mencukupi, maka udara akan mencapai kondisi saturasi. Ketika kondisi equilibrium tercapai, temperatur air menurun hingga sama dengan temperatur bola basah udara. Secara umum akan diperoleh bahwa temperatur bola basah udara sebelum dan sesudah proses adalah sama karena proses terjadi di sepanjang garis bola basah (TwB) yang konstan.

Beberapa fakta yang terjadi dalam proses pendinginan udara dengan cara saturasi adiabatik :

a. Hanya terjadi perpindahan panas internal, jumlah panas sensibel yang dilepaskan adalah sama dengan jumlah panas laten yang diterima, dan jumlah panas total dari udara yang melalui pendinginan adalah konstan.

b. Temperatur bola basah adalah konstan, temperatur bola kering turun, dan temperatur dew point naik.

c. Titik-titik air pada pad basah pada air cooler akan dengan sendirinya menyesuaikan pada temperatur bola basah. Apabila titik-titik air yang masuk pada pendinginan memiliki temperatur lebih rendah daripada temperatur bola basah, maka mula-mula temperatur titik-titik air tersebut akan naik hingga mencapai temperatur bola basah kemudian baru menguap. Apabila titik-titik air yang masik pada pendingin memiliki temperatur lebih tinggi daripada temperatur bola basah, maka temperatur titik-titik air itu akan turun hingga mencapai temperatur bola basah oleh karena terjadinya penguapan. Temperatur

22

air yang akan masuk ke pendingin hanya memiliki pengaruh yang sangat kecil terhadap efisiensi pendinginan oleh karena panas untuk pendingin 1 kg air hingga mencapai temperatur bola basah biasanya kurang dari 23,29kJ, sedangkan panas yang akan diserapnya ketika menguap adalah sebesar 1118,3kJ.

d. Kuantitas pendinginan udara yang dihasilkan adalah berbanding secara lurus terhadap jumlah air yang menguap.

e. Apabila kondisi udara jenuh tercapai, maka temperatur bola kering dari udara yang keluar dari pendingin adalah sama dengan temperatur bola basah dan sama dengan temperatur dew-point. Namun bagaimanapun juga, kondisi udara 100% jenuh jarang sekali dapat dicapai, dan udara yang meninggalkan pendingin walaupun memiliki batas temperatur bola basah sebagai batas peling rendah, namun sesungguhnya tidak benar-benar mampu mencapai temperatur itu. Dari pengertian diatas, dapat diturunkan persamaan untuk menyatakan proses saturasi adiabatik dari campuran udara – uap air, yaitu jumlah panas sensibel yang dilepas adalah sama dengan jumlah panas laten yang diserap, atau secara matematis untuk satu satuan massa udara, dapat dinyatakan dengan persamaan (2.1) :

(ca + cw) ( Tdb– Twb) = Lv (ws –w) (2.1) pada Persamaan (2.1)

ca = panas jenis udara kering, kJ/kg.K cw = panas jenis uap air, kJ/kg.K

23

w = kelembaban spesifik udara sebelum proses, kJ/kg TdB = temperatur bola kering, K

TwB = temperatur bola basah, K

Lv = panas laten penguapan air , kJ/kg

Syarat agar proses pendinginan evaporative dapat berlangsung dengan baik adalah kondisi lingkungan yang panas dan kering, yaitu lingkungan yang memiliki suhu tinggi dan temperatur bola basah yang relatif rendah. Dibandingkan dengan pendinginan sistem refrigerasi, pendinginan evaporative jauh lebih murah. Biaya awal yang dikeluarkan untuk membuat sebuah sistem pendinginan refrigerasi untuk ukuran yang sama, dan energi listrik yang dibutuhkan untuk pengoprasian alat pendingin evaporative pada umumnya kurang dari satu per lima kali dari energi yang dibutuhkan untuk alat pendingin refrigerasi. Hal inilah yang membuat alat pendingin evaporative menjadi pilihan yang disukai di daerah dengan kondisi udara lingkungan yang mengijinkan.

24 2.1.3 Sifat-sifat Udara Basah

2.1.3.1 Temperatur Bola Kering (dry bulb temperature) (TdB)

Temperatur bola kering adalah temperatur udara yang ditunjukkan oleh termometer biasa. Informasi ini cukup sederhana, namun tidak mampu memberikan keterangan yang lengkap karena temperatur bola kering hanya menyatakan derajat kandungan panas sensibel dari suatu substansi, tidak menyatakan kandungan panas laten di dalam udara.

2.1.3.2 Temperatur Bola Basah (wet bulb temperature) (TwB)

Penjelasan sederhana mengenai temperatur bola basah adalah temperatur

paling rendah yang mampu ditunjukkan oleh termometer yang „bola‟nya dililit

dengan kain atau sumbu basah ketika termometer diletakkan di tempat yang dilalui aliran udara. Panas laten penguapan ditentukan oleh temperatur bola basah, bukan temperatur bola kering karena penguapan aktual terjadi pada pembacaan temperatur bola basah. Ketika udara yang tidak jenuh berhembus melalui termometer bola basah, air dari permukaan yang dibasahi akan menguap, dan panas laten yang diserap oleh proses penguapan air menyebabkan turunnya temperatur yang ditunjukkan oleh termometer. Pada kondisi kesetimbangan, temperatur yang ditunjukkan oleh termometer akan konstan. Temperatur inilah yang disebut dengan temperatur bola basah.

2.1.3.3 Kelembaban Spesifik (spesifik humidity) (w)

Kelembaban spesifik (w) didefinisikan sebagai massa uap air tiap satuan massa udara kering dalam campuran tertentu pada temperatur bola kering (dB)tertentu saat menyatakan kandungan uap air sebenarnya dalam udara. Untuk

25

mengetahui besar kelembaban spesifik (w) dapat ditentukan dengan melihat Psychrometric Chart dinyatakan dengan skala vertikal yang terletak pada batas kanan dari diagram.

2.1.3.4 Kelembaban Relatif (relatife humidity) (RH)

Udara bebas akan selalu mengandung uap air, dan apabila udara tersebut mengandung seluruh uap air yang mampu dibawanya, maka dikatakan bahwa udara tersebut mengalami kondisi jenuh. Pada temperatur yang rendah, sangat sedikit uap air yang dibutuhkan untuk membuat udara menjadi jenuh, dan pada temperatur yang tinggi diperlukan banyak uap air untuk membuat udara menjadi jenuh. Dengan demikian, apabila tiba-tiba temperatur udara turun maka sebagian uap air tersebut akan mengembun. Akan tetapi udara tidak selalu berada pada kondisi jenuh, udara pada umumnya berada pada keadaan dibawah titik jenuh. Kelembaban relatif merupakan ukuran dreajat kejenuhan udara pada temperatur bola kering (dB) tertentu. Besaran ini menyatakan prosentase kejenuhan udara. RH = 100% berarti udara dalam keadaan jenuh dan RH = 0% berarti udara dalam keadaan kering sempurna. RH didefinisikan sebagai rasio antara tekanan parsial aktual uap air dengan tekanan parsial saturasi uap air pada temperatur bola kering tertentu. Untuk mengetahui nilai RH dapat dilihat pada Psychrometric Chart. 2.1.3.5 Temperature Dew-point (Tdp)

Jika udara didinginkan, maka kemampuan udara untuk mempertahankan uap air yang dikandungnya akan menurun. Pada penurunan temperatur yang lebih lanjut akan menyebabkan kondensasi atau terjadinya embun. Temperatur dew-point didefinisikan sebagai temperatur dimana uap air dalam udara yang

26

didinginkan mulai mengembun. Hal ini berarti udara harus didinginkan mencapai temperatur dew-point untuk mengurangi kandungan uap air yang ada di dalamnya. 2.1.3.6 Volume Spesifik (v)

Untuk menghitung volume spesifik campuran udara-uap air, digunakan persamaan gas ideal. Volume spesifik adalah volume udara campuran dengan satuan meter-kubik per kilogram udara kering. Dapat juga dikatakan sebagai meter-kubik udara kering atau meter kubik campuran per kilogram udara kering, karena volume yang diisi oleh masing-masing substansi sama. Dari persamaan gas ideal, volume spesifik v dapat dinyatakan dengan melihat Psychrometric Chart. 2.1.3.7 Entalpi Udara (h)

Entalpi campuran udara kering dan uap air adalah jumlah dari entalpi udara kering dan entalpi uap air. Harga entalpi selalu didasarkan pada bidang data (datum plane), dan harga entalpi nol untuk udara kering dipilih pada C. Harga entalpi nol untuk uap air berada pada air jenuh bersuhu C, yang bidang datanya sama dengan yang digunakan untuk tabel-tabel uap (steam). Suatu persamaan untuk entalpi dapat dinyatakan dengan melihat Psychrometric Chart.

2.1.4 Psychrometric Chart

Psikometrik adalah ilmu yang mempelajari sifat-sifat termodinamika dari udara basah. Secara umum digunakan untuk mengilustrasikan dan menganalisis perubahan sifat termal dan karakteristik dari proses dan siklus sistem penyegaran udara (air conditioning). Diagram psikometrik adalah gambaran dari sifat-sifat termodinamika dari udara basah dan variasi proses sistem penyegaran udara dan siklus sistem penyegaran udara. Dari diagram psikometrik akan membantu dalam

27

perhitungan dan menganalis kerja dan perpindahan energi dari proses dan siklus sistem penyegaran udara. Gambar 2.18. Psychrometric chart dapat dilihat pada lampiran.

Temperatur bola kering (TdB) ditunjukkan oleh garis-garis vertikal yang ditarik dari sumbu horisontal diagram.Temperatur bola kering adalah ukuran dari panas sensibel, dan perubahan dari temperatur bola kering menyatakan perubahan dari panas sensibel.

Temperatur bola basah (TwB) ditunjukkan oleh garis-garis yang ditarik dari garis saturasi kemudian menurun ke arah kanan bawah sehingga membentuk gradien negatif. Temperatur bola basah adalah merupakan indikator dari panas total (jumlahan dari panas sensibel dan panas laten).

Temperatur dew-point (TDP) ditunjukkan dengan titik-titik yang ada di sepanjang garis saturasi. Pada saat kondisi jenuh (saturasi), temperatur dew-point (TDP) = temperatur bola basah (wB) = temperatur bola kering (TdB). Temperatur dew-point adalah ukuran panas laten, dan perubahan dari temperatur dew-point menyatakan perubahan panas laten.

Kelembaban spesifik (W) dinyatakan dengan skala vertikal yang terletak pada batas kanan dari diagram.

Kelembaban relatif (RH) dinyatakan dengan garis yang ditarik dari sebelah kiri bawah diagram yang kemudian membelok ke arah kanan atas dengan kelengkungan yang menyerupai garis saturasi (100% RH).

Volume spesifik (v) adalah kebalikan dari massa jenis dan dinyatakan dalam volume campuran udara-uap air dalam setiap satu satuan udara kering.

28

Volume spesifik dinyatakan dengan garis yang ditarik mulai dari sumbu dB kemudian miring tajam ke arah kiri atas, membentuk gradien negatif. Entalpi atau kandungan panas total (h) dinyatakan dalam jumlah panas yang dikandung oleh setiap satuan massa udara kering. Nilai dari entalpi dapat dilihat di sepanjang skala yang terdapat di garis saturasi pada sisi sebelah kiri diagram.

Gambar 2.18. Rangka diagram psikometrik

Proses yang biasa dilakukan untuk mengkondisikan udara meliputi : pemanasan sensibel, pendinginan sensibel, humidifikasi dan dehumidifikasi, namun seringkali dua proses diatas digabung untuk memperoleh temperatur dan kelembaban yang diharapkan. Gambar 2.6 menyajikan delapan proses thermodinamika dasar yang digambarkan dalam psychrometric chart.

29

Gambar 2.19. Delapan proses thermodinamika dasar

Proses-proses dasar yang dapat di gambar pada psychrometric chart :

a. Pemanasan sensibel (OA)

b. Pendinginan sensibel (OB)

c. Humidifikasi (OC)

d. Dehumidifikasi (OD)

e. Pemanasan dan humidifikasi (OE) f. Pendinginan dan dehumidifikasi (OF) g. Pendinginan dan humidifikasi (OG) h. Pemanasan dan dehumidifikasi (OH)

2.1.5 Efisiensi Pendinginan Evaporative

Laju aliran panas konveksi secara umum dinyatakan dengan Persamaan (2.2) :

d = dA (Ts – T) (2.2)

Besarnya laju aliran panas konveksi sama dengan besarnya laju aliran panas sensibel yang dapat dinyatakan dengan Persamaan (2.3) :

30

d = dT (2.3)

pada Persamaan (2.3) adalah laju aliran massa udara.

Dengan menggabungkan kedua Persamaan (2.2) dan (2.3) diperoleh :

dA ( – T) = dT (2.4)

Dengan mengintegralkan pada batas-batas tertentu, diperoleh Persamaan (2.5)

∫ ∫ (

(2.5)

menghasilkan,

1

=exp ( ̇

̇) (2.6)

Efisiensi dari alat pendingin evaporative disebut juga efisiensi saturasiyang dapat dinyatakan dengan Persamaan (2.7).

(2.7)

Dari Persamaan (2.7) dapat dinyatakan Persamaan (2.8).

( _̇) (2.8)

Efisiensi dapat didefinisikan sebagai : penurunan temperatur bola kering yang dihasilkan dibagi dengan selisih temperatur bola kering dan temperatur bola basah udara yang memasuki sistem.

x 100 % = (2.9)

pada Persamaan (2.9)

Tdb,in = temperatur bola kering udara yang memasuki sistem Tdb,out = temperatur bola kering udara yang keluar sistem Twb,in = temperatur bola basah udara yang memasuki sistem

31

Penurunan temperatur bola kering yang mampu dicapai dengan proses pendinginan evaporative tidak dapat lebih rendah daripada temperatur bola basah aliran udara yang memasuki sistem. Pada daerah yang memiliki kelembaban tinggi, udara bebas telah membawa kandungan uap air yang cukup tinggi sehingga hal ini sangat membatasi jumlah pendinginan sensibel yang mampu dicapai dengan proses evaporasi.

2.1.6 Faktor Pertimbangan Dalam Pemilihan Sistem Penyegaran Udara Sistem penyegaran udara untuk kenyamanan manusia dirancang agar temperatur, kelembaban, kebersihan dan pendistribusian udara dapat dipertahankan pada keadaan yang diinginkan. Oleh sebab itu, perancangan harus mempertimbangkan faktor-faktor pemilihan sistem penyegaran udara. Adapun faktor-faktor pemilihan sistem penyegaran udara meliputi:

a. Faktor kenyamanan

Kenyamanan pada sistem penyegaran udara yang dirancang ditentukan oleh beberapa parameter, antara lain: aliran udara, kebersihan udara, bau, kualitas ventilasi, tingkat kebisingan dan interior ruangan. Tingkat keadaan pada sistem penyegaran udara dirancang dapat diatur dengan sistem pengaturan yang ada pada mesin penyegar udara.

b. Faktor ekonomi

Dalam proses pemasangan, operasi dan perawatan, serta sistem pengaturan yang digunakan harus diperhitungkan pula segi-segi ekonominya. Oleh sebab itu, dalam percancangan sistem penyegaran udara harus mempertimbangkan biaya

32

awal, operasional dan biaya perawatan yaitu sistem tersebut dapat beroperasi maksimal dengan biaya total yang serendah-rendahnya.

c. Faktor operasi dan perawatan

Pemilihan sistem penyegaran udara yang paling disukai adalah sistem yang mudah dipahami konstruksi, susunan dan cara menjalankannya. Beberapa faktor pertimbangan operasi dan perawatan meliputi:

melayani perubahan kondisi operasi

2.2 Tinjauan Pustaka

Miske (2009) telah melakukan penelitian air cooler berjudul “Rancang Bangun Evaporative Cooler” yang bertujuan : (a) Merancang dan membuat Air Cooler yang dipergunakan air yang didinginkan mesin pendingin. (b) Mengetahui beberapa karateristik Air Cooler yang dibuat meliputi : 1.Kondisi udara keluar dari Air Cooler. 2. Efisiensi mesin air cooler. (a) Manfaat rancang bangun evaporative cooler yaitu evaporative cooler portable ini nantinya dapat dipakai di tempat-tempat yang memerlukan yaitu tempat yang panas dan kering. Penelitian menggunakan metode : (a) Air cooler dengan mempergunakan air yang didinginkan mesin pendingin untuk proses pembuatan tugas akhir. (b) Pembuatan

33

evaporative cooler, dibuat berdasarkan desain yang telah dilakukan. (c) Eksperimen, dengan mengambil data yang meliputi tempertur bola kering udara lingkungan (dB in), temperatur bola basah lingkungan (wB in), tempertur bola kering yang dihasilkan (dB out) dan temperatur bola basah yang dihasilkan (wB out). (e) Analisa, yang meliputipengaruh kecepatan udara terhadap efektifitas evaporative cooler; dengan menggunakan air yang didinginkan dengan mesin pendingin terhadap efektifitas evaporative cooler, pengaruh kecepatan udara terhadap waktu penguapan air. Kesimpulan yang diambil secara keseluruhan dari hasil penelitian tersebut adalah : (a) Evaporative cooler hasil rancangan memiliki efektifitas maksimum. (b) Efektifitas evaporative cooler akan semakin meningkat dengan menggunakan air yang didinginkan dengan mesin pendingin. (c)Laju penguapan air meningkat jika kecepatan udara semakin tinggi. (d) Data penelitian diperoleh dari nilai – nilai : 1. Pengaruh kecepatan aliran udara terhadap kondisi udara kering keluar air cooler.2. Pengaruh kecepatan aliran udara terhadap kondisi udara basah keluar air cooler. 3. Pengaruh kecepatan aliran udara dan ketebalan cooling pad terhadap efisiensi air cooler. 4.Untuk menghitung kelembaban relatif (RH) dilakukan dengan melihat pada Psychrometric Chart setelah semua data diperoleh. 5. Untuk menghitung efisiensi pendinginan udara, dilakukan dengan mempergunakan persamaan

Selrianus (2008) telah melakukan penelitian air cooler yang bertujuan : (a) Mencari dan memilih bahan bersifat alamiah yang bisa digunakan sebagai bahan untuk cooling pad pada evaporative cooler. (b) Meningkatkan efisiensi

34

pendinginan dari evaporative cooler. (c) Mempelajari pengaruh kecepatan aliran udara, ketebalan, temperatur bola kering (dB) udara masuk, dan temperatur air yang mengalir di cooling pad terhadap efisiensi pendinginan. Penelitian menggunakan metode : (a) Mencari dan menentukan cooling pad dengan cara penentuan kriteria bahan yang akan dipilih, membandingkan sifat pad (penyerapan air, ukuran pori, durability, sifat reaktif terhadap bahan lain, kekakuan pada keadaan lembab dari setiap alternatif bahan). (b) Merancang sistem pengujian untuk pengukuran tekanan. (c) Membuat pad yang digunakan untuk pengujian. (d) Melakukan pengujian untuk mengukur penurunan tekanan. (e) Pembuatan cooling pad. (f) Pengujian yang meliputi mencatat sifat udara (dB in, wB in, dB out, wB out), mengukur kecepatan udara, mengukur temperatur air pada water tank, mengukur laju penguapan dengan cara mencatat waktu yang diperlukan untuk menguapkan air ke udara pada volume tertentu dan mengulang kembali langkah pertama dengan tingkat kecepatan yang berbeda. (g) Analisa meliputi hubungan kecepatan udara terhadap efisiensi pendinginan, laju penguapan setiap cooling pad, pengaruh RHin terhadap efisiensi pendinginan, pengaruh suhu air pada water tank dengan efisiensi pendinginan dan membandingkan efisiensi dan kecepatan yang dihasilkan alternatif cooling pad. (h) kesimpulan. Hasil penelitian ini adalah (a) Efisiensi yang dihasilkan oleh cooling pad yang terbuat dari bahan ijuk dan serabut kelapa kurang maksimal karena tidak seluruh permukaan cooling pad basah. Hal ini diakibatkan oleh water distribution line yang tidak bekerja dengan baik dalam mengatur air yang membasahi cooling pad. (b) Efisiensi pendinginan ijuk maksimal 50% dan serabut

35

kelapa 51%. Tetapi efisiensi rata-rata cooling pad yang terbuat dari serabut kelapa lebih baik dari pada cooling pad yang terbuat dari bahan ijuk. (c) dari kedua bahan alternatif cooling pad yang dianalisa, efisiensi yang dihasilkan tidak lebih baik daripada cooling pad asli dari evaporative cooler. Efisiensi maksimal dari cooling pad asli sebesar 55% sedangkan ijuk hanya 50% dan serabut kelapa 51%. (d) Suhu air pada water tank yang lebih dingin meningkatkan efisiensi pendinginan.

Ekadewi1), Fandi2), Selrianus3) (2007) telah melakukan penelitian air cooler berjudul “Penggunaan Serabut Kelapa Sebagai Bantalan Pada Evaporative Cooler” yang bertujuan : (a) Pengujian dilakukan untuk mengetahui kinerja air cooler, yang meliputi penurunan temperatur bola kering-db udara, efektifitas air cooler dan laju penguapan air. Penelitian menggunakan metode : (a) Pengujian dilakukan untuk mengetahui kinerja evaporative cooler, yang meliputi penurunan temperatur bola kering udara, efektifitas evaporative cooler dan laju penguapan air, dengan bantalan serabut dan bantalan asli dari manufaktur. (b) Variabel yang diukur selama pengujian adalah temperatur udara (bola basah dan bola kering) pada masukan dan keluaran, temperatur air, kecepatan aliran udara, waktu 100 ml air habis selama pengujian. Bantalan serabut kelapa yang diuji memiliki beberapa ketebalan yaitu 1 cm, 1.5 cm dan 2.4 cm. Bantalan ditata dalam wire mess dan sebagian dalam jala-jala. (c) Dari hasil pengujian dilakukan analisa yang meliputi: pengaruh kecepatan udara, pengaruh temperatur bola kering udara masuk, temperatur air terhadap kinerja air cooler. Kesimpulan yang diambil secara keseluruhan dari hasil penelitian tersebut adalah : (a) Kecepatan aliran udara yang lebih rendah menghasilkan penurunan temperatur db dan efektifitas lebih tinggi,

36

serta memerlukan laju penguapan air lebih rendah.. (b) Semakin tinggi temperatur bola kering dan semakin rendah RH udara masuk, semakin besar penurunan temperatur db dan semakin tinggi efektifitas evaporative cooler. (c) Semakin rendah temperatur air yang membasahi bantalan, semakin sedikit laju penguapan air. (d) Semakin tebal bantalan semakin bagus kinerja air cooler. (e) Serabut kelapa dapat digunakan sebagai bantalan dalam air cooler.

37

BAB III

PEMBUATAN ALAT

3.1. Persiapan Pembuatan air coolerdengan mempergunakan air yang didinginkan mesin pendingin

3.1.1 Komponen utama air cooler terdiri dari: Rumah atau Casing, Blower atau Fan, Cooling Pad, Pompa,Water Distribution Lin, Selang Pompa Aquarium dan Filter Udara.

a. Rumah atau Casing

Gambar 3.1 menyajikan gambar air cooler yang akan dipergunakan dalam penelitian.

38 b. Blower atau Fan

Gambar 3.2 menyajikan gambar Blower atau Fan yang di gunakan didalam air cooler.

39 c. Cooling Pad

Gambar 3.3 menyajikan gambar Cooling Pad yang digunakan air cooler.

Gambar 3.3Cooling Pad

d. Pompa Aquarium

Gambar 3.4 menyajikan gambar pompa aquarium yang dipergunakan untuk alat variasi air cooler yang akan menjalankan proses sirkulasi air yang berada di bak air evaporator dan bak penampung air di air cooler.

40

Gambar 3.4 Pompa aquarium e. Water Distribution Line

Gambar 3.5 menyajikan gambar bak penapungan air yang ada di alat air cooler.

41 f. Selang Pompa Aquarium

Gambar 3.6 menyajikan gambar selang pompa aquarium yang berfungsi untuk tempat pengaliran air.

Gambar 3.6 Selang pompa aquarium g. Filter Udara

Gambar 3.7 menyajikan gambar filter udara yang ada di dalam air cooler.

42

3.1.2 Komponen utama mesin pendingin yang dipakai untuk variasi penelitian air cooler.

Komponen utama yang dipakai mesin pendingin: Kompresor, kondenser, pipa kapiler, evaporator dan filter.

a. Kompresor:

Gambar 3.8 menyajikan gambar kompresor yang dipergunakandalam penelitian.

Gambar 3.8 Kompresor

Spesifikasi kompresor:

Jenis kompresor : Kompresor hermetik Seri kompresor : Model BES45H Voltase : 220 Volt

Spesifikasi kompresor : 220 v, 115 w, 0,88 A Daya kompresor : 115 watt (1/6 Hp)

43 b. Kondenser:

Gambar 3.9 menyajikan gambar kondensor yang dipergunakan.

Gambar 3.9.Kondenser

Spesifikasi kondensor:

Jenis Kondensor : Kondensor tipe U, dengan jumlah U = 9 Panjang pipa : 900 cm

Diameter pipa : 0.47 cm Bahan pipa : Besi Bahan sirip : Baja Diameter sirip : 0,2 cm jarak antar sirip : 0,45 cm Jumlah sirip : 110 buah

44 c. Pipa kapiler:

Gambar 3.10 menyajikan gambar pipa kapiler yang dipergunakan pada mesin pendingin.

Gambar 3.10 Pipa kapiler Spesifikasi pipa kapiler:

Panjang pipa kapiler : 150 cm Diameter pipa kapiler : 0,028 inci Bahan pipa kapiler : Tembaga

d. Evaporator:

Gambar 3.11 menyajikan gambar evaporator yang dipergunakan.

45 Spesifikasi evaporator:

Bahan plat evaporator : Alumunium Bahan pipa evaporator : Tembaga Diameter pipa evaporator : 0,47 cm

Panjang evaporator : 34 cm

Lebar evaporator : 16 cm

e. Filter :

Gambar 3.12 menyajikan model filter yang dipergunakan.

Gambar 3.12. Filter Spesifikasi filter :

Panjang filter : 10 cm Bahan : Tembaga Diameter : 2cm

46 3.1.3 Sarana dan Alat yang digunakan

Sarana dan alat – alat yang digunakan dalam penelitian air cooler di variasi dengan mesin pendingin sebagai berikut:

a. Gunting berfungsi untuk memotong solasi lak ban dan kabel. b. Obeng (+, -) berfugsi untuk membuka dan mengancing.

c. Cutter berfungsi untuk melubangi sterofom untuk menutuk bak penampungan air.

e.Stopwatch berfungsi untuk mengetahui waktu yang digunakan dalam pengambilan data.

f. Termometer berfungsi untuk mengukur derajat kandungan panas sensibel dari air cooler.

g. Termocopelsensor suhu yang banyak digunakan untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik (voltase).

47

Gambar 3.14 Cutter dan Stopwatch

Gambar 3.15 Termometer dan Termocopel

3.1.4 Langkah – langkah Pembuatan mesin Air Cooler

Langkah langkah dalam membuat mesin air cooler dengan mempergunakan air yang didinginkan mesin pendingin dapat dilakukan sebagai berikut:

a. Mempersiapkan mesin pendingin yang terdiri dari komponen – komponen sebagai berikut: Evaporator, Kompresor Hermetik, Kondensor, Pipa Kapiler dan Filter.

48

b. Mempersiapkan mesin air cooler yang terdiri dari komponen – komponen sebagai berikut: Rumah atau Casing, Blower atau Fan, Cooling pad, Pompa dan Water distribution line.

c. Alat bantu yang dipergunakan untuk mengalirkan air di evaporator, yang didinginkan oleh mesin pendingin di alirkan ke bak penampungan mesin air cooler.

Gambar 3.16Pompa aquarium 12 wat

49 3.1.5 Cara Kerja Air Cooler

Cara Kerja dari air cooler ini sebenarnya sangat sederhana yaitu sama seperti cara kerja kipas angin biasa. Perbedaanya adalah ada sirkulasi air didalamnya, yang bertujuan untuk mendinginkan udara. Sebenarnya ada beberapa cara untuk mendinginkan udara akan tetapi jika dilihat dari segi ekonomi dan efek untuk lingkungan, air cooler lebih baik dibandingkan dengan AC (Air Conditioner) ataupun jenis mesin pendingin udara yang lain. Mekanisme perpindahan kalor yang terjadi pada aircooler yaitu menggunakan penguapan air untuk mendinginkan dan menambah kadar air atau kelembaban pada aliran udara, sehingga temperatur bola kering menjadi lebih dingin daripada sebelum mengalami proses penguapan. Temperatur bola kering menjadi lebih dingin karena udara dari luar (outdoorair) dialirkan secara paksa menggunakan blower atau fan melalui cooling pad yang dijaga tetap lembab dengan mengalirkan air dari bagian atas cooling pad sehingga sebagian panas sensibel dari udara dipindahkan ke air dan menjadi panas laten dan menyebabkan suhu udara menjadi dingin.

Di penelitian ini merancang dan membuat mesin air cooler yang dapat menghasilkan udara yang lebih dingin dengan cara merancang mesinair cooler yang mempergunakan air yang di dinginkan mesin pendingin. Alat tersebut bekerja dengan mensirkulasikan air yang di dinginkan mesin pendingin dengan alat bantu pompa aquarium dan selang. Sebelum air coleer di hidupkan, air yang berada di dalam evaporator di dinginkan terlebih dahulu sampai mencapai suhu

50

5 , setelah itu mesin air coleerdi hidupkan dan pompa aquarium yang berada di bak penampungan dan bak evaporator dihidupkan bersamaan.

3.1.6 Pengujian Alat Air Cooler

Pada pengujian ini alat menggunakan 3 kecepatan low, Medium dan High.Pada bak penampungan air cooler dan bak evaporator mesin pendingin di beri pompa aquarium dan selang. Sirkulasi air yang di dinginkan mesin pendingin menuju bak penampungan air cooler dan sebaliknya.Pada proses selanjutnya adalah menyalakan air cooler, kecepatan putar fan/kipas dapat diatur terhadap hasil pendinginan udara yang dihasilkan. Perhitungan dilakukan setelah data yang diperlukan didapat.Data yang dibutuhkan adalah data temperatur bola kering udara lingkungan (TdB in), data temperatur bola basah lingkungan (TwB in), data temperatur temperatur bola kering yang dihasilkan (TdB out) dan data temperatur bola basah yang dihasilkan (TwB out). Data temperatur lingkungan diambil di sekitar air cooler dan data temperatur yang dihasilkan diambil di depan hembusan air cooler. Semua data diambil menggunakan termometer bola kering dan termometer bola basah.

51

BAB IV

METODOLOGI PENELITIAN

4.1Objek penelitian

Mesin yang diteliti merupakan air coolerdengan mempergunakan air yang didinginkan dan tidak didinginkan mesin pendingin.Mesin air cooler menggunakan daya total 60 watt, daya pompa air 12 watt, tegangan dan frekuensi 220V – 50Hz. Daya mesin pendingin 115 watt.

4.2 Skematis Pengujian

52

Gambar 4.1 Skema rangkaian alat Keterangan :

a. Air cooler

b. Termometer bola basah dan termometer bola kering

c. Stop watch

d. Anemometer

Untuk mengoperasikan air cooler diperlukan adanya sumber listrik yang diambil dari PLN (Perusahaan Listrik Negara). Termometer bola basah dan termometer bola kering digunakan untuk mengukur temperatur bola kering lingkungan (TdB in), temperatur bola basah lingkungan (TwB in), temperatur bola kering yang dihasilkan (TdB out) dan temperatur bola basah yang dihasilkan (TwB out). Stop watch digunakan untuk mengatur waktu tiap tahap pengambilan data. Anemometer digunakan untuk mengukur kecepatan aliran udara yang dihembuskan oleh air cooler.

4.3. Variasi Penelitian

Penelitian dilakukan dengan memvariasikan kecepatan udara terhadap : a. Air cooler dengan fluida air

53 Selain itu juga udara masuk air cooler :

a. Udara luar

b. Udara hasil pengkondisian mesin pengering

4.4Peralatan Pengujian

Pada pengujian air cooler, diperlukan beberapa alat bantu, adapun peralatan tersebut adalah:

1. Termometer bola kering (dry bulb thermometer), sebagai alat pengukur temperatur udara kering.

2. Termometer bola basah (wet bulb thermometer), sebagai alat pengukur temperatur udara basah.

3. Anemometer, sebagai alat pengukur kecepatan udara.

4. Roll kabel listrik, digunakan untuk menyalurkan listrik dari pusat.

5. Kalkulator dan alat tulis, digunakan untuk menulis dan mengolah data.

6. Stopwatch, sebagai pengukur waktu.

54

Gambar 4.2 (a) Termometer bola kering dan (b) termometer bola basah

55

Gambar 4.4 termokopel dan penampil suhu digital

56 Gambar 4.6 Alat tulis

57

Gambar 4.8 Anemometer 4.5. Cara Memperoleh Data

Data penelitian diperoleh dari nilai –nilai yang ditampilkan oleh alat ukur suhu udara kering dan suhu udara basah serta waktu yang dicatat di stopwatch. Tabel 4.1 Data hasil penelitian untuk berbagai kondisi air cooler dan kondisi

kecepatan udara low

No. t (menit) Kondisi Udara Masuk Kondisi udara Keluar V Udara (m/s) TdB

(oC)

TwB (oC)

RH (%)

TdB (oC)

TwB (oC)

RH (%)

1 15

2 30

3 45

58

Tabel 4.2Data hasil penelitian untuk berbagai kondisi air cooler dan kondisi kecepatan udara medium

No. t (menit) Kondisi Udara Masuk Kondisi udara Keluar V Udara (m/s) TdB

(oC)

TwB (oC)

RH (%)

TdB (oC)

TwB (oC)

RH (%)

1 15

2 30

3 45

4 60

Tabel 4.3Data hasil penelitian untuk berbagai kondisi air cooler dan kondisi kecepatan udara high

No. t (menit) Kondisi Udara Masuk Kondisi udara Keluar V Udara (m/s) TdB

(oC)

TwB (oC)

RH (%)

TdB (oC)

TwB (oC)

RH (%)

1 15

2 30

3 45

59 4.6. Cara Mengolah Data

Data penelitian diperoleh dari nilai – nilai yang ditampilkan oleh alat ukur dan waktu yang dicatat di stopwatch. Setelah data-data diperoleh dari penelitian, data kemudian diolah. Hasil pengolahan data kemudian disajikan dalam bentuk diagram batang untuk mempermudah pembahasan terhadap :

a. Pengaruh kecepatan aliran udara terhadap efisiensi evaporative suhu udara kering danair coolertanpa mesin pendingin.

b. Pengaruh kecepatan aliran udara terhadap efisiensi evaporative suhu udara kering danair coolerdengan mesin pendingin.

c. Pengaruh kecepatan aliran udara terhadap suhu udara kering dan efisiensi evaporative air cooler dengan kondisi udara masuk hasil mesin pengering.

Untuk mendapatkan nilai kelembaban relatif (RH) dilakukan dengan bantuan Psychrometric Chart setelah data suhu udara bola kering dan suhu udara bola basah diperoleh. Untuk menghitung efisiensi pendinginan udara, dilakukan dengan mempergunakan persamaan (2.9)

₍ 4.7. Cara Menyimpulkan

Setelah pengolahan data, dilakukan pembahasan terhadap hasil penelitian. Pembahasan dilakukan dengan memperhatikan hasil – hasil penelitian lain dan juga memperhatikan tujuan penelitian. Hasil dari pembahasan akan diperoleh suatu kesimpulan yang merupakan jawaban atas tujuan penelitian.

61

BAB V

HASIL PENGUJIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

5.1 Hasil Pengujian

Hasil pengujian Air Cooler yang, meliputi : selang waktu, kondisi air, temperatur bola kering masuk (TdBin), temperatur bola basah masuk (TwBin), kelembaban relatif masuk (RHin), temperatur bola kering keluar (TdBout), temperatur bola basah keluar (TwBout) dan kelembaban relatif keluar (RHout) disajikan pada Tabel 5.1 sampai Tabel 5.12 untuk kondisi yang berbeda dan kecepatan udara berbeda. Ada 3 kondisi kecepatan udara: (1) Kecepatan high (kondisi kipas high) (2) Kecepatan medium (kondisi kipas medium) (3) Kecepatan low (kondisi kipas low).

5.1.1 Pengujian Air Cooler Dengan Menggunakan Air Yang DidinginkanMesin Pendingin

Hasil pengujian air cooler yang menggunakan air yang didinginkan mesin pendingin disajikan pada Tabel 5.1 sampai Tabel 5.3

62

Tabel 5.1 Hasil pengujian menggunakan air yang didinginkan mesin pendingin (kecepatan kipas low)

No t (menit) Kondisi Udara Masuk Kondisi Udara Keluar V Udara (m/s) TdB TwB RH TdB TwB RH

(oC) (oC) (%) (oC) (oC) (%)

1 15 29,50 24,00 62,00 25,40 23,50 85,00 2,75

2 30 29,50 24,00 62,00 26,60 23,50 80,00 2,75

3 45 29,50 24,00 62,00 27,30 24,50 78,00 2,75

4 60 29,50 24,00 62,00 27,50 24,50 78,00 2,75

Tabel 5.2 Hasil pengujian menggunakan air yang didinginkan mesin pendingin (kecepatan kipas medium)

No t (menit) Kondisi Udara Masuk Kondisi Udara Keluar V Udara (m/s) TdB TwB RH TdB TwB RH

(oC) (oC) (%) (oC) (oC) (%)

1 15 29,50 24,00 62,00 25,60 24,50 89,00 3,94

2 30 29,50 24,00 62,00 26,10 24,50 85,00 3,94

3 45 29,50 24,00 62,00 26,20 24,50 85,00 3,94

63

Tabel 5.3 Hasil pengujian menggunakan air yang didinginkan mesin pendingin (kecepatan kipas high)

No t (menit)

Kondisi Udara Masuk

Kondisi Udara Keluar

V Udara

(m/s) TdB TwB RH TdB TwB RH

(oC) (oC) (%) (oC) (oC) (%)

1 15 31,50 24,00 55,71 26,50 24,50 85,00 5,90

2 30 31,50 24,00 55,71 27,00 25,50 80,00 5,90

3 45 31,50 24,00 55,71 27,40 25,50 76,00 5,90

4 60 31,50 24,00 55,71 27,10 25,50 80,00 5,90

5.1.2 Pengujian Air Cooler Dengan Menggunakan Air Biasa

Hasil pengujian air cooler yang menggunakan air biasa disajikan pada Tabel 5.4, Tabel 5.5, dan Tabel 5.6.

64

Tabel 5.4 Hasil pengujian menggunakan air biasa (kecepatan kipas low)

No t (menit) Kondisi Udara Masuk Kondisi Udara Keluar V Udara (m/s) TdB TwB RH TdB TwB RH

(oC) (oC) (%) (oC) (oC) (%)

1 15 30,00 25,50 68,57 27,70 25,50 86,66 2,75

2 30 30,00 25,50 68,57 27,70 25,50 86,66 2,75

3 45 30,00 25,50 68,57 27,70 25,50 86,66 2,75

4 60 30,00 25,50 68,57 27,70 25,50 86,66 2,75

Tabel 5.5 Hasil pengujian menggunakan air biasa (kecepatan kipas medium)

No t (menit) Kondisi Udara Masuk Kondisi Udara Keluar V Udara (m/s) TdB TwB RH TdB TwB RH

(oC) (oC) (%) (oC) (oC) (%)

1 15 30,00 25,50 68,57 27,80 25,50 85,00 3,94

2 30 30,00 25,50 68,57 27,80 25,50 85,00 3,94

3 45 30,00 25,50 68,57 27,80 25,50 85,00 3,94

65

Tabel 5.6 Hasil pengujian menggunakan air biasa (kecepatan kipas high)

No

t (menit)

Kondisi Udara Masuk

Kondisi Udara Keluar

V Udara

(m/s) TdB TwB RH TdB TwB RH

(oC) (oC) (%) (oC) (oC) (%)

1 _{15 30,00 25,50 68,57 27,50 25,50 88,33 5,90}

2 30 30,00 25,50 68,57 27,30 25,50 95,00 5,90

3 45 30,00 25,50 68,57 26,80 25,50 97,50 5,90

4 60 30,00 25,50 68,57 27,00 25,50 94,00 5,90

5.1.3 Pengujian Air Cooler DenganAir Yang Didinginkan Mesin Pendingin Dengan Kondisi Udara Masuk Di Kondisikan Bersuhu Tinggi

Hasil pengujian air cooler yang menggunakan mesin pengering dengan air yang didinginkan mesin pendingindisajikan pada Tabel 5.7, Tabel 5.8, dan Tabel 5.9

66

Tabel 5.7 Hasil pengujian menggunakan mesin pengering dengan air yang didinginkan mesin pendingin (kecepatan kipas low)

Tabel 5.8 Hasil pengujian menggunakan mesin pengering dengan air yang didinginkan mesin pendingin (kecepatan kipas medium)

No t (menit) Kondisi Udara Masuk Kondisi Udara Keluar V Udara (m/s) TdB TwB RH TdB TwB RH

(oC) (oC) (%) (oC) (oC) (%)

1 15 54,40 30,00 28,00 39,30 30,00 52,50 3,94

2 30 54,40 30,00 28,00 39,30 30,00 52,50 3,94

3 45 54,40 30,00 28,00 39,30 30,00 52,50 3,94

4 60 54,40 30,00 28,00 39,30 30,00 52,50 3,94

No t (menit) Kondisi Udara Masuk Kondisi Udara Keluar V Udara (m/s) TdB TwB RH TdB TwB RH

(oC) (oC) (%) (oC) (oC) (%)

1 15 51,50 30,00 20,00 37,40 30,00 60,00 2,75

2 30 54,20 30,00 26,66 38,70 30,00 55,55 2,75

3 45 55,60 30,00 28,33 39,50 30,00 52,50 2,75

67

Tabel 5.9 Hasil pengujian menggunakan mesin pengering dengan air yang didinginkan mesin pendingin (kecepatan kipas high)

No t (menit)

Kondisi Udara Masuk

Kondisi Udara Keluar

V Udara

(m/s) TdB TwB RH TdB TwB RH

(oC) (oC) (%) (oC) (oC) (%)

1 15 53,10 30,00 28,33 37,60 30,00 57,77 5,90

2 30 53,00 30,00 28,33 38,00 30,00 60,00 5,90

3 45 52,70 30,00 22,50 37,90 30,00 56,25 5,90

4 60 52,60 30,00 22,85 37,70 30,00 56,66 5,90

5.1.4 Pengujian Air Cooler Dengan Menggunakan Mesin Pengering Dengan Air Biasa

Hasil pengujian air cooler yang menggunakan mesin pengering dengan air biasa disajikan pada Tabel 5.10, Tabel 5.11, dan Tabel 5.12.

68

Tabel 5.10 Hasil pengujian menggunakan mesin pengering dengan air biasa (kecepatan kipaslow) No t (menit) Kondisi Udara Masuk Kondisi Udara Keluar V Udara (m/s) TdB TwB RH TdB TwB RH

(oC) (oC) (%) (oC) (oC) (%)

1 15 53,70 30,00 28,33 37,50 30,00 60,00 2,75

2 30 56,30 30,00 26,66 38,80 30,00 55,55 2,75

3 45 57,60 30,00 22,85 39,40 30,00 52,50 2,75

4 60 57,80 30,00 22,85 39,80 30,00 50,00 2,75

Tabel 5.11 Hasil pengujian menggunakan mesin pengering dengan air biasa (kecepatan kipasmedium) No t (menit) Kondisi Udara Masuk Kondisi Udara Keluar V Udara (m/s) TdB TwB RH TdB TwB RH

(oC) (oC) (%) (oC) (oC) (%)

1 15 54,40 30,00 25,00 39,10 30,00 53,75 3,94

2 30 54,30 30,00 26,00 39,20 30,00 52,50 3,94

3 45 53,80 30,00 28,00 39,20 30,00 52,50 3,94

69

Tabel 5.12 Hasil pengujian menggunakan mesin pengering dengan air biasa (kecepatan kipashigh) No t (menit) Kondisi Udara Masuk Kondisi Udara Keluar V Udara (m/s) TdB TwB RH TdB TwB RH

(oC) (oC) (%) (oC) (oC) (%)

1 15 51,60 30,00 25,00 38,70 30,00 55,00 5,90

2 30 51,30 30,00 20,00 38,30 30,00 56,25 5,90

3 45 51,10 30,00 20,00 38,30 30,00 60,00 5,90

4 60 51,30 30,00 20,00 38,60 30,00 55,00 5,90

5.2 Perhitungan

5.2.1 Perhitungan Efisiensi Air Cooler Dengan Menggunakan Air Yang Didinginkan Mesin Pendingin

Perhitungan efisiensi air cooler dengan menggunakan air yang didinginkan mesin pendingin dilakukan dengan menggunakan Persamaan (2.9)

x 100 %

Sebagai contoh perhitungan untuk kecepatan medium, air cooler dengan menggunakan air yang didinginkan mesin pendingin.TdB in= 29,50 TwB in = 24,50 TdB out = 25,40 dan TwB out = 23,50 (data lain pada Tabel 5.1, Tabel 5.2, dan Tabel 5.3).

70

(

₍

74,55

Hasil perhitungan untuk data yang lain, yang dilakukan dengan cara perhitungan yang sama secara lengkap disajikan pada Tabel 5.13, Tabel 5.14 dan Tabel 5.15.

5.2.2 Perhitungan Efisiensi Air Cooler Dengan Menggunakan Air Biasa

Perhitungan efisiensi air cooler dengan menggunakan air biasa dilakukan dengan menggunakan Persamaan (2.9)

x 100 %

Sebagai contoh perhitungan untuk kecepatan low, air cooler dengan menggunakan air biasa.TdB in= 30,00 TwB in = TdB out = 27,70 dan TwB out = 25,50 (data lain pada Tabel 5.4, Tabel 5.5, dan Tabel 5.6).

₍

(

Hasil perhitungan untuk data yang lain, yang dilakukan dengan cara perhitungan yang sama secara lengkap disajikan pada Tabel 5.16, Tabel 5.17 dan Tabel 5.18.

71

5.2.3 Perhitungan Efisiensi Air Cooler Dengan Menggunakan Mesin Pengering Dengan Air Yang Didinginkan Mesin Pendingin

Perhitungan efisiensi air cooler dengan menggunakan mesin pengering dengan air yang didinginkan mesin pendingin dilakukan dengan menggunakan Persamaan (2.9)

x 100 %

Sebagai contoh perhitungan untuk kecepatan low, air cooler dengan menggunakan mesin pengering dengan air yang didinginkan mesin pendingin.TdB in = 51,50 TwB in = TdB out = 37,40 dan TwB out = 30,00 (data lain pada Tabel 5.7, Tabel 5.8, dan Tabel 5.9).

₍

(

Hasil perhitungan untuk data yang lain, yang dilakukan dengan cara perhitungan yang sama secara lengkap disajikan pada Tabel 5.19, Tabel 5.20 dan Tabel 5.21.

72

5.2.4 Perhitungan Efisiensi Air Cooler Dengan Menggunakan Mesin Pengering Dengan Air biasa

Perhitungan efisiensi air cooler dengan menggunakan mesin pengering dengan air biasa dilakukan dengan menggunakan Persamaan (2.9)

x 100 %

Sebagai contoh perhitungan untuk kecepatan low, air cooler dengan menggunakan mesin pengering dengan air biasa.TdB in = 53,70 TwB in = TdB out = 37,50 dan TwB out = 30,00 (data lain pada Tabel 5.10, Tabel 5.11, dan Tabel 5.12).

₍

(

%

Hasil perhitungan untuk data yang lain, yang dilakukan dengan cara perhitungan yang sama secara lengkap disajikan pada Tabel 5.22, Tabel 5.23 dan Tabel 5.24.

5.2.5 Penghitungan Air Cooler

Tabel 5.13 sampai 5.24 menampilkan hasil penghitungan dari data – data penelitian air cooler, mempergunakan data – data hasil penelitian air cooler

73

Tabel 5.13 Hasil penghitungan menggunakan air yang didinginkan mesin pendingin (kecepatan kipas low)

No t (menit) Kondisi Udara Masuk Kondisi Udara Keluar V Udara (m/s) Efisiensi (%) TdB TwB RH TdB TwB RH

(oC) (oC) (%) (oC) (oC) (%)

1 15 29,50 24,00 62,00 25,40 23,50 85,00 2,75 74,55

2 30 29,50 24,00 62,00 26,60 23,50 80,00 2,75 52,73

3 45 29,50 24,00 62,00 27,30 24,50 78,00 2,75 40,00

4 60 29,50 24,00 62,00 27,50 24,50 78,00 2,75 36,36

Tabel 5.14 Hasil penghitungan menggunakan air yang didinginkan mesin pendingin (kecepatan kipas medium)

No t (menit) Kondisi Udara Masuk Kondisi Udara Keluar V Udara (m/s) Efisiensi (%) TdB TwB RH TdB TwB RH

(oC) (oC) (%) (oC) (oC) (%)

1 15 29,50 24,00 62,00 25,60 24,50 89,00 3,94 70,91

2 30 29,50 24,00 62,00 26,10 24,50 85,00 3,94 61,82

3 45 29,50 24,00 62,00 26,20 24,50 85,00 3,94 60,00

74

Tabel 5.15 Hasil penghitungan menggunakan air yang didinginkan mesin pendingin (kecepatan kipas high)

No t (menit) Kondisi Udara Masuk Kondisi Udara

Keluar V Udara (m/s)

Efisiensi (%) TdB TwB RH TdB TwB RH

(oC) (oC) (%) (oC) (oC) (%)

1 15 31,50 24,00 55,71 26,50 24,50 85,00 5,90 66,67

2 30 31,50 24,00 55,71 27,00 25,50 80,00 5,90 60,00

3 45 31,50 24,00 55,71 27,40 25,50 76,00 5,90 54,67

4 60 31,50 24,00 55,71 27,10 25,50 80,00 5,90 58,67

Tabel 5.16 Hasil penghitungan menggunakan air biasa (kecepatan kipas low)

No t (menit) Kondisi Udara Masuk Kondisi Udara Keluar V Udara (m/s) Efisiensi (%) TdB TwB RH TdB TwB RH

(oC) (oC) (%) (oC) (oC) (%)

1 15 30,00 25,50 68,57 27,70 25,50 86,66 2,75 51,11

2 30 30,00 25,50 68,57 27,70 25,50 86,66 2,75 51,11

3 45 30,00 25,50 68,57 27,70 25,50 86,66 2,75 51,11