Unjuk kerja distilasi air jenis absorber kain dengan spray dan alat penukar kalor - USD Repository

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

UNJUK KERJA DISTILASI AIR JENIS ABSORBER KAIN DENGAN
SPRAY DAN ALAT PENUKAR KALOR
SKRIPSI
Untuk Memenuhi Sebagai Persyaratan
Mencapai Derajat Sarjana S-1 Teknik Mesin

Disusun Oleh :
SOPHIA BULANTARA
NIM : 155214002

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

i

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PERFORMANCE OF WICK TYPE SOLAR WATER DESTILLATION
WITH SPRAY AND HEAT EXCHAGER
FINAL PROJECT

As Partial Fullfillment of the Requirement
to Obtain the Sarjana Teknik Degree in Mechanical Engineering

Presented By :
SOPHIA BULANTARA
STUDENT NUMBER: 155214002

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGI
YOGYAKARTA
2019

ii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS
AKHIR
Dengan ini saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir
dengan judul :
UNJUK KERJA DISTILASI AIR JENIS ABSORBER KAIN DENGAN
SPRAY DAN ALAT PENUKAR KALOR
dibuat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Strata 1, Program
Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.
Sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan dari tugas akhir atau penelitian
yang sudah dipublikasikan di Universitas Sanata Dharma maupun di Perguruan
Tinggi manapun, kecuali bagian informasi yang dicantumkan dalam daftar
pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.

Yogyakarta, 10 Januari 2019
Penulis,

Sophia Bulantara
(155214002)

v

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI
KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN
AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :
Nama

: Sophia Bulantara

Nomor Mahasiswa

: 155214002

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan
Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul :
UNJUK KERJA DISTILASI AIR JENIS ABSORBER KAIN DENGAN
SPRAY DAN ALAT PENUKAR KALOR
beserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikan saya memberikan kepada
Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan
dalam bentuk media yang lain, mengelolanya di internet atau media lain untuk
kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan
royalti kepada saya selama tetap menyantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyatakan ini saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta, 10 Januari 2019
Yang Menyatakan

Sophia Bulantara
(155214002)

vi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ABSTRAK
Indonesia merupakan salah satu negara dengan iklim tropis dan jika
musim kemarau tiba, banyak daerah di Indonesia yang mengalami
kekeringan dan juga kekurang air bersih. Air terkontaminasi oleh berbagai
kotoran sehingga menjadi tidak layak untuk konsumsi, untuk mengatasi
hal ini salah satunya dengan menjernihkan air yang kotor dengan distilasi
air menggunakan energi surya. Untuk mengatasi masalah kekurang air
layak konsumsi ini maka diperlukan sebuah inovasi baru yang salah
satunya dengan cara distilasi energi surya.
Terdapat dua proses utama dalam distilasi, yaitu penguapan dan
pengembunan. Pengembunan dapat ditingkatkan dengan menurunkan
temperatur kaca. Spray merupakan salah satu metode dalam mendinginkan
kaca dan alat penukar kalor merupakan salah satu komponen untuk
membantu menaikkan temperatur air sehingga lebih cepat terjadi proses
penguapan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisi efek
pendinginan kaca terhadap efisiensi dan hasil air distilasi serta efek dari
penggunaan alat penukar kalor.
Beberapa parameter yang akan divariasikan: (1) debit absorber 0,6

liter/jam dengan debit spray 5 liter/jam, (2) debit absorber 0,6 liter/jam
dengan debit spray 10 liter/jam, (3) debit absorber 0,6 liter/jam dengan
debit spray 15 liter/jam, (4) debit absorber 0,5 liter/jam dengan debit spray
15 liter/jam, (5) debit absorber 1 liter/jam dengan debit spray 15 liter/jam.
Parameter yang diukur adalah adalah (1) temperatur air keluar absorber,
(2) temperatur air masuk absorber dan kaca, (3) temperatur absorber, (4)
temperatur air keluar kaca, (5) temperatur kaca, (6) kelembaban sekitar,
(7) temperatur sekitar, dan (8) e-tape. Hasil penelitian ini menunjukkan
bahwa efisiensi terbesar didapatkan pada debit absorber 1 liter/jam dan
debit spray 16 liter/jam dengan hasil air distilasi sebanyak 0,459 liter dan
efisiensi sebesar 83 %. Sedangkan efisiensi terendah didapatkan pada debit
absorber 0,6 liter/jam dan debit spray 5 liter/jam dengan hasil air distilasi
sebanyak 0,357 liter dan efisiensi sebesar 64 %.

Kata kunci: efek pendinginan kaca, alat penukar kalor, hasil air distilasi ,
efisiensi.

vii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ABSTRACT
Indonesia is one of the countries with a tropical climate and if the dry
season arrives, many regions in Indonesia experience drought and also
lack of clean water. Water is contaminated by various impurities so that it
is not suitable for consumption, to overcome this one of them is by
clearing dirty water by distillation of water using solar energy. To
overcome the problem of lack of water that is suitable for consumption, a
new innovation is needed, one of which is by distillation of solar energy.
There are two main processes in distillation, namely evaporation and
condensation. Condensation can be increased by reducing the temperature
of the glass. Spray is one method of cooling glass and a heat exchanger is
one component to help increase the temperature of the water so that the
evaporation process occurs faster. The purpose of this study is to analyze
the effect of cooling the glass on the efficiency and yield of distilled water
and the effects of the use of heat exchanger.
Some parameters that will be varied: (1) discharge of 0.6 liter / hour
absorber with 5 liter / hour discharge spray, (2) 0.6 liter / hour absorber
discharge with 10 liter / hour discharge spray, (3) absorber discharge 0 , 6
liters / hour with 15 liters / hour discharge spray, (4) 0.5 liter / hour

absorber discharge with 15 liter / hour discharge spray, (5) 1 liter absorber
discharge / hour with 15 liter / hour discharge spray. The parameters
measured are (1) the temperature of the water out of the absorber, (2) the
temperature of the absorber and glass water, (3) the temperature of the
absorber, (4) the temperature of the water out of the glass, (5) the
temperature of the glass, (6) the surrounding humidity ( 7) ambient
temperature, and (8) e-tape. The results of this study indicate that the
greatest efficiency is obtained at 1 liter / hour absorber discharge and 16
liter / hour spray discharge with distillation water results of 0.459 liters
and efficiency of 83%. While the lowest efficiency is obtained at 0.6 liter /
hour absorber discharge and 5 liters / hour spray discharge with distillation
results of 0.357 liters and efficiency of 64%.

Keywords: cooling effect of glass, heat exchanger, results of distillation
water, efficiency.

viii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
limpahan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan baik
dan tepat pada waktunya. Skripsi ini merupakan salah satu syarat wajib
mahasiswa Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi,
Universitas Sanata Dharma, untuk memperoleh ijazah maupun gelar S1 Teknik
Mesin. Berkat bimbingan, nasihat dan doa yang diberikan dari berbagai pihak,
akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik dan maksimal. Oleh
karena itu, dengan segala kerendahan hati dan ketulusan, 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, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma,

Yogyakarta.

3.

Ir. Fransiscus Rusdi Sambada, M.T., selaku dosen pembimbing dalam
proses pembuatan alat dan penelitian Tugas Akhir ini.

4.

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.

5.

Dr. Eng. I Made Wicaksana Ekaputra, selaku Dosen Pembimbing
Akademik.

ix

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

6.

Seluruh Dosen Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan
Teknologi, Universitas Sanata Dharma yang telah memberikan ilmu
pengetahuan selama kuliah

7.

Seluruh Tenaga Kependidikan Program Studi Teknik Mesin, Fakultas
Sains dan Teknologi, yang telah membantu penulis selama perkuliahan
hingga selesainya penulisan skripsi ini.

8.

Keluarga tercinta, Marius Acai dan Lily Wara Rahayu selaku orang tua,
serta Giog Aura Hengrisky yang selalu mendukung, mendoakan, semangat
dan bantuan baik berupa moral dan materi kepada penulis

9.

Anugrah Aji Pramudia dan Miming Wiyati yang selalu memberikan
semangat dan dukungan secara moral.

10.

Seluruh teman dan sahabat Teknik Mesin terutama untuk teman-teman
TMA 2015 yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

11.

Seluruh pihak yang secara langsung maupun tidak langsung memberikan
bantuan berupa material maupun moral kepada penulis.
Akhir kata, penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini tidaklah

sempurna, sehingga kritik dan saran yang membangun masih sangat diharapkan
dari pembaca demi penyempurnaan skripsi ini. Diharapkan skripsi ini dapat
bermanfaat bagi kita semua.

Yogyakarta, 10 Januari 2019
Penulis,

Sophia Bulantara
(155214002)

x

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR ISI
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ........................... v
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ............................ vi
ABSTRAK ........................................................................................................... vii
ABSTRACT ........................................................................................................ viii
KATA PENGANTAR .......................................................................................... ix
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xvi
DAFTAR SIMBOL ........................................................................................... xvii
BAB 1 PENDAHULUAN .................................................................................... 1
1.1

Latar Belakang ......................................................................................... 1

1.2

Identifikasi Masalah ................................................................................. 3

1.3

Rumusan Masalah .................................................................................... 4

1.4

Batasan Masalah ....................................................................................... 4

1.5

Tujuan Penelitian ...................................................................................... 5

1.6

Manfaat Penelitian .................................................................................... 5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 6
2.1

Landasan Teori ......................................................................................... 6

2.2

Penelitian Terdahulu ............................................................................... 13

2.3

Hipotesis ................................................................................................. 14

BAB 3 METODE PENELITIAN ...................................................................... 15
3.1

Metode Penelitian ................................................................................... 15

3.2

Skema dan Spesifikasi Alat .................................................................... 16

3.3

Variabel yang divariasikan ..................................................................... 18

3.4

Parameter yang diukur ............................................................................ 19

3.5

Alat ukur yang digunakan ...................................................................... 19

3.6

Langkah Penelitian ................................................................................. 20

3.7

Langkah dan analis data ......................................................................... 21

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 22

xi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

4.1

Hasil Penelitian....................................................................................... 22

4.2

Analisi data ............................................................................................. 33

BAB 5 PENUTUP ............................................................................................... 45
5.1

Kesimpulan ............................................................................................. 45

5.2

Saran ....................................................................................................... 46

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 47
LAMPIRAN ......................................................................................................... 49

xii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR TABEL

Tabel 4. 1 Hasil Penelitian Variasi 1 ..................................................................... 22
Tabel 4. 2 Hasil Penelitian Variasi 2 ..................................................................... 23
Tabel 4. 3 Hasil Penelitian Variasi 3 ..................................................................... 24
Tabel 4. 4 Hasil Penelitian Variasi 4 ..................................................................... 25
Tabel 4. 5 Hasil Penelitian Variasi 5 ..................................................................... 26
Tabel 4. 6 Hasil perhitungan variasi 1 .................................................................. 27
Tabel 4. 7 Hasil perhitungan variasi 2 .................................................................. 28
Tabel 4. 8 Hasil perhitungan variasi 3 .................................................................. 29
Tabel 4. 9 Hasil perhitungan variasi 4 .................................................................. 30
Tabel 4. 10 Hasil perhitungan variasi 5 ................................................................ 31
Tabel 4. 11 Hasil perhitungan APK ...................................................................... 32

xiii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Alat Penukar Kalor A (Tampak Luar) dan B (Tampak Dalam) ........ 7
Gambar 2. 2 Skema Energi Panas Dalam Alat Distilasi ........................................ 9
Gambar 2. 3 Aliran pendingin spray ..................................................................... 11
Gambar 3. 1 Skema posisi lampu inframerah ........................................................15
Gambar 3. 2 Alat distilasi absorber kain ............................................................... 16
Gambar 3. 3 Skema alat distilasi absorber kain .................................................... 17
Gambar 3. 4 Absorber kain ................................................................................... 18
Gambar 4. 1 Efek Laju Aliran Pendingin Pada Efisiensi.......................................33
Gambar 4. 2 Efek Laju Aliran Pendingin Pada Efisiensi ...................................... 33
Gambar 4. 3 Efek Laju Aliran Pendingin Pada Hasil Air Destilasi ...................... 34
Gambar 4. 4 Efek Laju Aliran Pendingin Pada Hasil Air Destilasi ...................... 34
Gambar 4. 5 Efek Laju Aliran Pendingin Pada ΔT ............................................... 35
Gambar 4. 6 Efek Laju Aliran Pendingin Pada ΔT ............................................... 36
Gambar 4. 7 Efek Laju Aliran Pendingin Pada h konveksi .................................. 36
Gambar 4. 8 Efek Laju Aliran Pendingin Pada h konveksi .................................. 37
Gambar 4. 9 Efek Laju Aliran Pendingin Pada ΔT x h konveksi ......................... 37
Gambar 4. 10 Efek Laju Aliran Pendingin Pada ΔT x h konveksi ....................... 38
Gambar 4. 11 Efek Laju Air Di Absorber Pada Efisiensi ..................................... 38
Gambar 4. 12 Efek Laju Aliran Air Di Absorber Pada Efisiensi .......................... 39
Gambar 4. 13 Efek Laju Aliran Air Di Absorber Pada Hasil Air Destilasi .......... 40
Gambar 4. 14 Efek Laju Aliran Air Di Absorber Pada Hasil Air Destilasi .......... 40
Gambar 4. 15 Efek Laju Aliran Air Di Absorber Pada ΔT ................................... 41

xiv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 4. 16 Efek Laju Aliran Air Di Absorber Pada ΔT ................................... 41
Gambar 4. 17 Efek Laju Aliran Pendingin Pada h konveksi ................................ 42
Gambar 4. 18 Efek Laju Aliran Pendingin Pada h konveksi ................................ 42
Gambar 4. 19 Efek Laju Aliran Pendingin Pada ΔT x h konveksi ....................... 43
Gambar 4. 20 Efek Laju Aliran Pendingin Pada ΔT x h konveksi ....................... 43
Gambar 4. 21 Efektivitas APK.............................................................................. 44

xv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Tabel Sifat Air dan Uap Jenuh ......................................................... 49
Lampiran 2.Tabel Sifat Air dan Uap Jenuh (Lanjutan)......................................... 50
Lampiran 3. Gambar Absorber Kain ..................................................................... 50

xvi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR SIMBOL

No

Simbol

1

ԏα

2
3
4
5
6
7

Ɛ
ṁh
ṁc
Ch
Cc
Thout

Keterangan
Nilai emisivitas adalah kemampuan suatu benda untuk meradiasikan
energi yang di serapnya
Efektivitas penukar panas
Debit air panas (liter/detik)
Debit air dingin (liter/detik).
Kapasitas panas air panas (J/kg.℃).
Kapasitas panas air dingin (J/kg.℃).
Temperatur air panas keluar APK (˚C)

8

Thin

Temperatur air panas masuk APK (˚C)

9

Tcin

Temperatur air dingin masuk APK (˚C)

10

Tcout

Temperatur air dingin keluar APK (˚C)

11

η

12

TW

Temperatur air di absorber (temperatur absorber) (˚C)

13

TC

Temperatur kaca (˚C)

14

Ta

Udara sekitar (˚C)

15
16
17

GT
md
ΔT

Energi panas lampu (watt/m2)
Kenaikan hasil air distilasi
Akumulasi temperatur dari awal sampai akhir (˚C)

Efisiensi adalah perbandingan antara jumlah energi matahari yang
digunakan dalam proses penguapan air dengan jumlah energi panas
lampu inframerah yang datang selama waktu pemanasan

xvii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB 1
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi
kehidupan, terutama bagi manusia. Sebagai mahluk hidup, manusia
membutuhkan air sebagai penunjang hidupnya. Penggunaan air yang
utama adalah sebagai air minum. Air dalam tubuh manusia berfungsi
sebagai pembentuk sel, cairan tubuh, pengatur suhu tubuh dan sebagai
pelarut makanan. Oleh karena itu, air yang dikonsumsi harus terbebas dari
zat-zat lain yang berbahaya bagi tubuh manusia.
Indonesia merupakan salah satu negara dengan iklim tropis. Pada
musim kemarau, banyak daerah di Indonesia yang mengalami kekeringan
dan juga kekurang air bersih. Air terkontaminasi oleh berbagai kotoran
sehingga menjadi tidak layak untuk konsumsi, untuk mengatasi hal ini
salah satunya dengan menjernihkan air yang kotor dengan distilasi air
menggunakan energi surya. Untuk mengatasi masalah kekurang air layak
konsumsi ini maka digunakan alat distilasi air yang akan mengubah air
kotor menjadi air yang bersih sehingga layak untuk dikonsumsi.
Penelitian kali ini menggunakan alat distilasi air energi matahari
jenis absorber kain. Alat distilasi air memiliki dua komponen penting
yaitu absorber dan kaca penutup. Absorber berfungsi sebagai tempat air
kotor yang akan di distilasi sekaligus sebagai penyerap energi matahari

1

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2

yang akan membantu proses penguapan. Kaca penutup berfungsi sebagai
tempat pengembunan uap air dimana setelah air menguap maka embun
akan terbentuk pada kaca penutup dan dialirkan ke tempat penampungan
air. Pada penelitian ini pendinginan kaca dilakukan menggunakan spray.
Spray merupakan salah satu metode dalam mendinginkan kaca
menggunakan air. Pada percobaan sebelumnya diperoleh efisiensi sebesar
46,35 % dengan hasil air distilasi 2,39 L/m2.hari (Dwi, 2011). Efisiensi
yang diperoleh tidak maksimal, karena pendinginan spray tidak dapat
menurunkan temperatur kaca secara baik dan merata maka penelitian kali
ini akan ditambahkan alat penukar kalor agar efisiensi menjadi lebih
maksimal.
Unjuk kerja dari alat distilasi energi surya dapat diukur dari
efisiensi dan banyaknya hasil air yang terdetilasi. Banyak faktor yang
mempengaruhi efisiensi dari alat distilasi air energi surya diantaranya
yaitu keefektifan absorber dalam menyerap panas, keefektifan kaca dalam
mengembunkan uap air, jumlah massa air di alat distilasi, dan temperatur
awal air yang masuk kedalam destilator. Absorber yang digunakan harus
memilki absorbtivitas energi surya yang baik. Untuk meningkatkan
absorbtivitas pada umumnya digunakan absorber berwarna hitam, hal ini
karena warna hitam mempunyai nilai absorbtivity sebesar 0,97 (Cengel,
1998) maka pada penelitian ini absorber diberikan kain berwarna hitam.
Kaca penutup tidak boleh terlalu panas, karena jika temperatur kaca terlalu
tinggi maka uap air akan sulit untuk mengembun didinding kaca maka

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3

pada penelitian ini kaca penutup akan diberikan spray guna mendinginkan
kaca penutup. Air yang masuk kedalam destilator diusahakan memiliki
suhu yang tinggi untuk mempercepat proses penguapan. Semakin cepat
proses penguapan maka air hasil distilasi akan semakin banyak dan
efisiensi dari alat distilasi energi surya juga akan meningkat maka pada
penelitian ini digunakan alat penukar kalor (APK) untuk menaikian
temperatur air sebelum masuk ke dalam absorber kain.
Permasalahan dari alat distilasi air energi surya jenis absorber kain
saat ini yaitu rendahnya efisiensi yang dihasilkan. Penelitian ini akan
meneliti pengaruh aliran air pada absorber, debit pendinginan kaca, dan
penggunaan alat penukar kalor (APK). APK sendiri ada dua jenis
berdasarkan arah aliran yaitu aliran berlawanan arah dan aliran searah.
Pada penelitian ini menggunakan APK jenis aliran berlawanan arah,
dimana kedua fluida mengalir dengan arah yang saling berlawanan dan
keluar pada sisi yang berlawanan. Pada APK jenis ini masih mungkin
didapatkan temperatur fluida yang menerima panas (temperatur fluida
dingin) saat keluar penukar panas lebih tinggi dibanding temperatur fluida
yang memberikan panas (temperatur fluida panas) saat meninggalkan
APK.

1.2 Identifikasi Masalah
Pada latar belakang telah dijelaskan bahwa unjuk kerja alat distilasi
dipengaruhi oleh dua faktor yaitu penguapan dan pengebunan. Dapat

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4

disimpulkan bahwa semakin besar penguapan dan pengembunan maka
akan menghasilkan air distilasi yang lebih banyak. Agar penguapan dan
pengembunan semakin membesar, digunakan pendingin kaca dan APK
(alat penukar kalor). Pendingin kaca digunakan untuk menurunkan
temperatur kaca agar pengembunan lebih besar. APK digunakan untuk
menaikkan temperatur air yang akan masuk ke absorber agar punguapan
lebih cepat.

1.3 Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada penelitian ini yaitu bagaimana efek dari
aliran pendingin kaca dan temperatur air masukan dengan memanfaatkan
energi panas air limbah menggunakan alat penukar kalor.

1.4 Batasan Masalah
Batasan masalah dari penelitian ini adalah:
1. Luasan destilator sebesar 0,49 m2 .
2. Nilai emisivitas (ԏα) dari alat sebesar 0,81.
3. Pengujian dilakukan selama 2 jam untuk setiap variasi.
4. Laju aliran air dianggap konstan pada variasi 1, 2 dan 3
menggunakan laju aliran absorber kain sebesar 0,6 liter/
jam, pada variasi 4 menggunakan laju aliran absorber kain
sebesar 0,5 liter/jam dan pada variasi 5 menggunakan laju
aliran absorber kain sebesar 1 liter/jam

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5

5. Temperatur absorber dianggap sebagai temperatur air yang
akan didistilasi.
6. Temperatur pada luasan kaca dianggap merata.
7. Temperatur pada luasan absorber dianggap merata.
8. Aliran air pada absorber dianggap merata.
9. Energi panas dari lampu pada setiap pengujian sama.

1.5 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis efek
pendinginan kaca terhadap unjuk kerja dengan fluida pendingin air dan
efek dari penggunaan APK.

1.6 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah menambah kepustakaan tentang
efek pendinginan kaca pada distilasi air jenis absorber kain dan efek dari
penggunaan APK yang dapat digunakan sebagai referensi bagi peneliti
sejenis berikutnya.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Landasan Teori
Distilasi merupakan proses penjernihan air kotor menjadi air
bersih. Pada distilasi, terdapat dua proses utama, yaitu penguapan dan
pengembunan. Perbedaan temperatur menjadi faktor utama agar kedua
proses tersebut dapat berlangsung.
Proses tersebut berlangsung secara berututan, berawal dari energi
panas yang masuk ke dalam alat distilasi dan memanaskan absorber yang
berisi air, sehingga lapisan air kotor diatas absorber akan menguap
kemudian berubah fase menjadi embun dan menempel pada kaca penutup,
sedangkan kotoran tidak ikut menguap. Proses penguapan dan
pengembunan yang meningkat akan menghasilkan unjuk kerja yang
maksimal.
Alat penukar kalor (APK) adalah alat bantu yang digunakan untuk
memindahkan energi panas dari fluida panas ke fluida yang dingin.
Banyak sekali pengaplikasian alat penukar kalor (APK) yang digunakan
dalam kehidupan seharihari, seperti condenser atau evaporator pada AC,
radiator pada mobil, dll.
Pada

eksperimen

ini

APK

digunakan

untuk

membantu

mempercepat proses pemanasan air, diharapkan air dapat panas sebelum
masuk ke absorber dan mempercepat proses penguapan.

6

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7

(A)

(B)
Gambar 2. 1 Alat Penukar Kalor A (Tampak Luar) dan B (Tampak
Dalam)

Pada Gambar 2.1 warna merah menandakan bahwa temperatur air
panas yang berasal dari sisa air pada absorber, nantinya akan dimanfaatkan
untuk membantu menaikkan temperatur air sebelum masuk ke absorber.
Sedangkan warna biru merupakan aliran air dari bak penampung menuju
absorber yang akan dipanaskan terlebih dahulu di APK sebelum masuk ke
absorber.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8

Efektivitas dari APK yaitu perbandingan perpindahan panas aktual
dengan panas maksimum yang dapat dipindahkan. Secara matematis
dituliskan sebagai berikut (Pane, 2014):
Ɛ𝐴𝑃𝐾 =

𝑄𝑎𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙

𝑄 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚

=

𝐶𝑐 . ((𝑇𝑐.𝑜𝑢𝑡 −𝑇𝑐 𝑖𝑛 )

𝐶𝑚𝑖𝑛. (𝑇ℎ.𝑖𝑛 −𝑇𝑐 𝑖𝑛 )

=

𝐶ℎ. (𝑇ℎ.𝑖𝑛 −𝑇ℎ.𝑜𝑢𝑡

𝐶𝑚𝑖𝑛 . (𝑇ℎ.𝑖𝑛 −𝑇𝑐.𝑖𝑛 )

𝐶𝑐 = 𝑚𝑐 × 𝑐𝑐 𝑑𝑎𝑛 𝐶ℎ = 𝑚ℎ × 𝑐𝑐

𝐶𝑚𝑖𝑛 = 𝐶ℎ = 𝑚ℎ × 𝑐ℎ → 𝑎𝑝𝑎𝑏𝑖𝑙𝑎 𝐶ℎ < 𝐶𝑐
𝐶𝑚𝑖𝑛 = 𝐶𝑐 = 𝑚𝑐 × 𝑐𝑐 → 𝑎𝑝𝑎𝑏𝑖𝑙𝑎 𝐶𝑐 < 𝐶ℎ

(1)

(2)
(3)
(4)

dengan Ɛ adalah efektivitas penukar panas (%). ṁh dan ṁc adalah
debit air panas dan dingin yang mengalir didalam penukar panas
(liter/detik). Ch adalah kapasitas panas air panas (J/kg.℃). Cc adalah
kapasitas panas air dingin (J/kg.℃). Thin adalah temperatur air panas
masuk APK (℃). Thout adalah temperatur air panas keluar APK (℃). Tcin
adalah temperatur air dingin masuk APK (℃). Tcout adalah temperatur air
dingin keluar APK (℃).
Distilasi dengan energi surya memiliki beberapa faktor yang sangat
mempengaruhi diantara lain yaitu radiasi, penguapan dan pengembunan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9

Gambar 2. 2 Skema Energi Panas Dalam Alat Distilasi

Radiasi adalah perpindahan panas yang tidak memerlukan
perantara dalam memindahkan panas dari suatu benda ke benda lain. Pada
alat distilasi air energi surya memanfatkan panas dari radiasi matahari
sebagai energi panas untuk memanasi destilator. Radiasi dari matahari
yang diterima bumi pada bagian luar atmosfer bumi adalah 1353 W/m2.
Tidak semuanya energi panas dari matahari akan sampai ke permukaan
bumi. Radiasi dari matahari khususnya radiasi ultraviolet akan di serap
oleh ozon dan radiasi inframerah akan diserap oleh karbon dioksida dan
uap air.
Radiasi matahari yang masuk ke permukaan bumi ada dua macam
yaitu radiasi sorotan dan radiasi sebaran (Arismunandar, 1995). Konveksi
merupakan perpindahan panas yang disertai dengan berpindahnya zat
penghantar panas. Terjadinya perpindahan panas secara konveksi kerana
perbedaan temperatur antara dua medium. Perpindahan panas antara air di

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10

absorber dan kaca penutup secara konveksi mengakibatkan udara di antara
air di absorber dan kaca penutup menjadi panas. Panasnya udara dalam
destilator mengakibatkan terjadinya penguapan pada air di absorber.
Penguapan adalah proses perubahan fase dari cair menjadi uap.
Penguapan dapat ditingkatkan dengan menaikkan temperatur dari fluida
cair. Selain dengan menaikkan temperatur, penguapan dapat ditingkatkan
dengan memperbesar luas permukaan fluida cair, mengalirkan udara
kering di atas permukaan fluida cair dan memperkecil tekanan di atas
permukaan fluida cair.
Pengembunan atau kondensasi adalah perubahan fase dari uap air
menjadi embun. Kondensasi terjadi ketika uap air didinginkan sehingga
menjadi embun, tetapi juga dapat terjadi ketika uap air diberikan tekanan.
Embun yang telah terkondensasi dari uap air disebut kondensat. Untuk
meningkatkan pengembunan yaitu dengan mendinginkan kaca penutup.
Pendinginan kaca dapat dilakukan dengan air atau udara. Pada
pendinginan air, dapat dilakukan dengan metode spray (Gambar 2.3).
Metode spray, memiliki kelemahan yaitu luasan kontak air pada kaca yang
kecil, sehingga waktu kontak air pada kaca menjadi lebih cepat. Hal ini
mengakibatkan dalam mendinginkan kaca membutuhkan waktu yang lebih
lama. Pendinginan yang lama akan berdampak pada proses pengembunan
yang rendah.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11

Gambar 2. 3 Aliran pendingin spray

Pada Gambar 2.3 merupakan bentuk pendinginan air menggunakan
spray. Terlihat bahwa luasan kontak air pada kaca penutup menjadi lebih
besar, sehingga waktu kontak air pada kaca menjadi lebih lama. Waktu
kontak air pada kaca yang lebih lama akan mempengaruhi proses
pengembunan menjadi lebih baik.
Efisiensi alat distilasi energi matahari (η) merupakan perbandingan
antara jumlah energi matahari yang digunakan dalam proses penguapan air
dengan jumlah energi panas lampu inframerah yang datang selama waktu
pemanasan (Arismunandar, 1995).
𝜂=

𝑚 𝑥 ℎ𝑓𝑔

𝐴𝑐 𝑥 𝐺𝑇𝑚𝑎𝑡𝑎𝑟𝑎ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥 𝑑𝑡

𝑥 100%

(1)

dengan m adalah hasil air distilasi (kg), hfg adalah panas laten air
(J/kg), Ac adalah luasan alat distilasi (m2), GTmatahari adalah energi panas
lampu inframerah (W/m2) dan dt adalah lama waktu pemanasan (detik).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12

Proses penguapan dari absorber menuju kaca dapat dicari dengan
persamaan Darcy Weishbach:
𝑞𝑢𝑎𝑝 = 𝑚 𝑥 ℎ𝑓𝑔 =

[𝑃𝑤−𝑃𝑐]
16.27𝑥10−3 𝑥 𝑞𝑘𝑜𝑛𝑣 𝑥 [𝑇𝑤−𝑇𝑐] 𝑥 1000 𝑊⁄𝑚2

(2)

dengan quap adalah laju penguapan air ke permukaan kaca (W/m2),
qkonv adalah laju perpindahan panas secara konveksi (W/m2), Pw adalah
tekanan parsial uap (Pa), Pc adalah tekanan parsial udara (Pa), Tw adalah
temperatur absorber (K), Tc adalah temperatur kaca (K). Laju perpindahan
panas secara konveksi (qkonv) dapat dicari dengan persamaan:
𝑞𝑘𝑜𝑛𝑣 = 8.84𝑥10−4 𝑥 [𝛥𝑇 +

1

3
𝑥𝑇𝑤] 𝑥 𝛥𝑇 𝑊⁄𝑚2
268.9𝑥103 −𝑃𝑤

𝑃𝑤−𝑃𝑐

(3)

dengan ΔT (delta T) adalah perbedaan temperatur absorber dengan

kaca (°C). Laju perpindahan panas secara radiasi (qrad) dapat dihitung
berdasar persamaan :
𝑞𝑟𝑎𝑑 = 5,67 𝑥 10−11 𝑥 0,9 𝑥 (𝑇𝑤 4 − 𝑇𝑐 4 ) 𝑥 1000 𝑊⁄𝑚2

(4)

Laju perpindahan panas total (qtotal) merupakan penjumlahan dari
qkonveksi, qradiasi dan quap dari air ke kaca (W/m2):
𝑞𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑞𝑢𝑎𝑝 + 𝑞𝑘𝑜𝑛𝑣 + 𝑞𝑟𝑎𝑑 𝑊⁄𝑚2

(5)

Terdapat juga faktor yang mempengaruhi qkonv, yaitu hkonveksi, yang
merupakan koefisien konveksi (W/m2°C), dapat dilihat pada persamaan :

−4

ℎ𝑘𝑜𝑛𝑣 =

8.84𝑥10 𝑥 [𝑇𝑤 − 𝑇𝑐 +

𝑃𝑤−𝑃𝑐

268.9𝑥103 −𝑃𝑤

𝑥𝑇𝑤]

1
3

𝑊⁄
𝑚2 °𝐶 (6)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13

2.2 Penelitian Terdahulu
Penelitian tanpa pendingin kaca jenis absorber bak, memperoleh
hasil air distilasi sebesar 1,5 liter/6jam dilakukan di India (Prof. Alpesh,
2011). Penelitian serupa, menggunakan pendingin spray memperoleh hasil
air distilasi sebesar 3,6 kg/m2.hari (Agboola, 2016). Penggunaan jenis
absorber kain dengan berpendingin spray akan memperoleh hasil air
distilasi sebesar 1,7 kg/m2.hari dilakukan di India (A.K. Rai, 2013) dan
2,39 kg/m2.hari dilakukan di Indonesia (Dwi, 2011).
Penelitian mengenai peningkatan efisiensi dari sistem STEG (Solar
Thermoelectric Generation) berpendingin spray, memperoleh efisiensi
terbaik sebesar 31,3% dengan debit kain 0,35 L/min (M. Ge, 2018).
Efek pendinginan kaca pada distilasi air jenis absorber kain
menggunakan lampu yang memiliki energi panas sebesar 384 W/m2
dengan luasan alat 0,89 m2 . Pada kondisi volume air pendingin kaca
disetiap sekat 500 ml dihasilkan rata-rata temperatur kaca dan temperatur
absorber selama 2 jam sebesar 48,50o C dan 55,2

o

C. Menghasilkan air

distilasi sebanyak 0,101 kg/m2 dengan efisiensi 11 %. Pada kondisi
volume air pendingin kaca 500 ml menghasilkan air distilasi yang sedikit
selama 2 jam. Hal ini dikarenakan energi panas total dari air ke kaca yang
dihasilkan destilator sebesar 84 W/m2 (Agung, 2018).
Efek pendinginan kaca dan penukar kalor terhadap unjuk kerja alat
distilasi air energi surya. Penelitian tersebut bertujuan untuk menganalisis

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14

efek dari aliran pendinginan kaca, debit aliran pendingin kaca dan
penggunaan alat penukar kalor (APK) terhadap unjuk kerja alat distilasi air
energi surya jenis absorber kain. menghasilkan unjuk kerja dengan hasil
distilasi sebesar 0,091 Kg/m2 .2 jam dengan efisiensi 10,9 %. Pada kondisi
menggunakan APK terjadi peningkatan kinerja dari alat distilasi. Terjadi
peningkatan hasil distilasi 42 sebesar 0,055 kg/m2 dengan efektivitas APK
59 % (Roni, 2018)

2.3 Hipotesis
Dengan menggunakan air pendingin kaca dan APK dapat
menghasilkan air distilasi yang lebih banyak. Air pendingin kaca
digunakan untuk menurunkan temperatur kaca agar pengembunan lebih
cepat. APK digunakan untuk menaikkan temperatur air di absorber agar
penguapan lebih cepat.
Pada kondisi penguapan dan pengembunan yang lebih cepat maka
akan dihasilkan air distilasi yang lebih banyak dan diharapkan efisiensi
alat distilasi semakin baik.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB 3
METODE PENELITIAN

3.1

Metode Penelitian
Penelitian

ini

menggunakan

metode

eksperimen

dengan

menggunakan alat distilasi yang disimulasikan menggunakan lampu
sebagai pengganti energi surya. Lampu yang digunakan berjumlah 6
buah

lampu

inframerah

agar

mempermudah

dalam

melakukan

pengamatan dan kontrol alat. Lampu yang digunakan lampu dengan daya
sebesar 375 Watt dengan temperatur benda hitam 2450 K, sehingga
memiliki energi panas lampu sebesar 384 W/m2 dan energi panas lampu
yang masuk alat distilasi sebesar 309,69 W/m2.

Gambar 3. 1 Skema posisi lampu inframerah

15

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16

3.2

Skema dan Spesifikasi Alat

Gambar 3. 2 Alat distilasi absorber kain
Pada Gambar 3.2 merupakan alat distilasi secara keseluruhan, (1)
lampu yang digunakan sebagai pengganti energi matahari, (2) spray, (3)
absorber kain dan kaca penutup, (4) bak penampung air hasil distilasi, (5)
alat penukar kalor, (6) bak penampung air yang akan di distilasi, (7) bak
pembuangan sisa air spray.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17

Gambar 3. 3 Skema alat distilasi absorber kain

Pada Gambar 3.3 menunjukkan skema alat distilasi dimana (1)
merupakan bak penampung air yang akan di distilasi, (2) merupakan kran,
(3) merupakan alat penukar kalor, (4) merupakan absorber kain, (5)
merupakan bak penampung air hasil distilasi, (6) merupakan bak
penampun air sisa spray, (7) merupakan bak penampung air sisa dari alat
penukar kalor, (8) merupakan penampung air spray, (9) merupakan aliran
masuk spray, (10) merupakan aliran masuk ke absorber kain
Penelitian ini menggunakan alat distilasi air jenis absorber kain
yang terbuat dari mal triplek dengan ketebalan 12 mm. Absorber kain
terbuat dari karet dan memiliki ukuran panjang x lebar sebesar 81 cm x 61
cm, sehingga luasan absorber sebesar 0,49 m2. Kaca penutup memiliki
panjang 82 cm x lebar 62 cm dengan ketebalan 3 mm. Sekat yang
digunakan terbuat dari plat aluminium berbentuk “L” dengan ukuran
panjang x lebar x tinggi berturut-turut 60 cm x 1 cm x 1 cm.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18

Gambar 3. 4 Absorber kain

3.3

Variabel yang divariasikan
Pada penelitian ini terdapat beberapa parameter yang akan
divariasikan diantaranya sebegai berikut:
1. Variasi 1 adalah variasi dengan laju air masuk absorber kain
0,6 liter/jam dan pada debit aliran air pendinginan kaca 5
liter/jam menggunakan APK.
2. Variasi 2 adalah variasi dengan laju air masuk absorber kain
0,6 liter/jam dan pada debit aliran air pendinginan kaca 10
liter/jam menggunakan APK.
3. Variasi 3 adalah variasi dengan laju air masuk absorber kain
0,6 liter/jam dan pada debit aliran air pendinginan kaca 15
liter/jam menggunakan APK.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19

4. Variasi 4 adalah variasi dengan massa air mengisi absorber
kain 0,5 liter/jam dan pada debit aliran air pendinginan kaca 15
liter/jam menggunakan APK.
5. Variasi 5 adalah variasi dengan laju air masuk absorber kain 1
liter/jam dan pada debit aliran air pendinginan kaca 15 liter/jam
menggunakan APK.

3.4

Parameter yang diukur
Parameter yang diukur saat melakukan penelitian pada alat distilasi
air energi surya jenis absorber kain :

3.5

1. TW (°C)

: Temperatur air di absorber (temperatur absorber).

2. TC (°C)

: Temperatur kaca.

3. T1 (°C)

: Air panas masuk APK.

4. T2 (°C)

: Air panas keluar APK.

5. T3 (°C)

: Air dingin masuk APK.

6. T4 (°C)

: Air dingin keluar APK.

7. Ta (°C)

: Udara sekitar.

8. GT

: Energi panas lampu (watt/m2)

9. md

: Kenaikan hasil air distilasi

Alat ukur yang digunakan
Adapun alat ukur yang digunakan pada penelitian ini adalah :
Berikut merupakan alat ukur yang digunakan:

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20

1.

Solar Meter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur
besarnya energi panas matahari dalam satuan W/m2.

2.

Microcontroller Arduino digunakan untuk pengambilan data
selama penelitian dengan cara kerja menangkap sinyal dan
mencatat dalam bentuk data.

3.

Dallas Semiconductor Temperature Sensor (TDS) digunakan
untuk

mengukur

temperatur

absorber,

temperatur

kaca,

temperatur air masuk dan temperatur air keluar.
4.

Electrical Tape Sensor (E-tape) digunakan untuk membaca dan
mengetahui kenaikan hasil air distilasi.

3.6

Langkah Penelitian
Langkah-langkah yang dilakukan pada penelitian ini adalah :
a. Menyiapkan alat distilasi kain, air, sensor, serta lampu.
b. Mengatur debit aliran pada absorber kain dan juga spray.
c. Menyiapkan tempat penampungan air hasil distilasi dan juga
tempat penampuang air sisa spray yang tidak terpakai.
d. Menyiapkan sensor untuk mengukur temperatur pada alat distilasi.
e. Setelah semua siap maka lampu dihidupkan dan data mulai
tercatat. Pengambilan data akan secara otomatis setiap 10 detik dan
tercatat menggunakan solar meter.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21

3.7

Langkah dan analis data
Analisis data dilakukan dengan 2 langkah, yaitu :
1. Menganalisis efek laju aliran pendingin pada unjuk kerja, dengan
debit air pendingin sebanyak 5 liter/jam, 10 liter/jam, dan 15
liter/jam.
2. Menganalisis efek alat penukar kalor, dengan debit air masukkan
sebanyak 0,5 liter/jam, 0,6 liter/jam, dan 1 liter/jam.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian
Pada saat melakukan penelitian didapatkan rata-rata energi lampu
yang terukur sebesar 384 W/m2 . Data pengukuran alat distilasi air energi
surya jenis absorber kain disajikan pada Tabel 4.1 sampai Tabel 4.5.
Tabel 4. 1 Hasil Penelitian Variasi 1
Temperatur
Menit

Tw
(°C)

Tc
(°C)

10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120

42,7
55,5
60,9
64,1
66,1
67,8
69,2
70,4
71,4
72,5
73,4
73,8

38,2
48,6
51,7
54,0
55,9
57,6
55,9
57,4
56,7
56,8
57,9
58,2

GT

T1

T2

T3

T4

(°C)
28,5
29,7
30,8
31,2
31,7
32,3
32,8
32,9
32,7
32,5
32,5
32,3

(°C)
28,5
28,8
29,0
29,2
29,7
30,0
30,3
30,5
30,7
30,7
30,6
30,6

(°C)
29,1
31,0
32,4
33,1
33,2
33,5
33,5
33,5
33,6
34,1
34,4
34,5

(°C)
29,2
31,2
32,5
33,2
33,8
34,5
34,9
35,3
35,6
35,9
36,2
36,5

22

Ts
in
(°C)
31,9
36,5
38,9
40,6
41,1
42,6
42,9
43,0
43,3
45,3
45,9
45,9

Ts
out
(°C)
27,5
27,5
27,6
27,8
27,8
28,0
28,0
28,2
28,3
28,5
28,5
28,6

Ta

Lampu

ΔT
Etape (°C)

(°C) Watt/m²
27,9 218,7 430,4 4,5
28,1 218,7 431,8 6,9
28,4 218,7 440,1 9,3
28,4 218,7 450,1 10,1
28,7 218,7 459,4 10,2
28,8 218,7 474,6 10,2
29,0 218,7 495,6 13,3
29,4 218,7 508,9 13,0
29,0 218,7 521,1 14,6
29,0 218,7 537,4 15,7
28,8 218,7 560,0 15,5
31,2 218,7 573,1 15,7

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23

Tabel 4. 2 Hasil Penelitian Variasi 2
Temperatur
Menit
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120

Tw
(°C)

Tc
(°C)

42,8
55,1
60,4
62,9
64,3
64,8
64,8
65,4
65,8
66,7
67,7
67,5

33,7
39,3
41,7
43,6
44,6
42,0
43,4
44,4
44,0
44,7
44,8
50,0

GT

T1

T2

T3

T4

(°C)
28,9
29,7
30,8
33,6
35,0
35,1
34,9
34,9
35,1
35,4
35,5
35,2

(°C)
29,3
30,8
31,6
32,3
32,7
33,0
33,4
33,7
33,8
34,1
34,0
34,2

(°C)
28,7
28,9
29,1
29,4
29,7
30,1
30,3
30,5
30,7
30,8
30,8
30,8

(°C)
27,7
27,8
27,8
28,0
28,0
28,2
28,3
28,3
28,5
28,5
28,7
28,8

Ts
in
(°C)
32,1
36,2
38,1
39,4
40,1
40,4
40,6
40,9
41,0
41,4
41,8
41,0

Ts
out
(°C)
27,7
27,8
27,8
28,0
28,0
28,2
28,3
28,3
28,5
28,5
28,7
28,8

Ta

Lampu

ΔT
Etape (°C)

(°C) Watt/m²
28,0 218,67 437,0 9,1
28,0 218,67 437,6 15,8
28,0 218,67 448,7 18,7
28,1 218,67 458,0 19,3
29,5 218,67 475,5 19,7
28,5 218,67 496,7 22,8
28,9 218,67 507,5 21,4
28,8 218,67 509,3 21,0
28,8 218,67 528,2 21,8
28,9 218,67 554,9 22,1
28,9 218,67 569,1 22,8
29,1 218,67 581,8 17,5

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24

Tabel 4. 3 Hasil Penelitian Variasi 3
Temperatur
Menit
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120

Tw
(°C)

Tc
(°C)

44,0
53,9
58,3
60,5
62,1
63,1
63,5
63,7
63,9
64,2
64,4
64,5

34,2
39,5
41,5
43,9
47,0
47,3
47,1
47,3
47,1
47,2
47,3
46,9

GT

T1

T2

T3

T4

(°C)
29,5
31,9
32,6
33,4
34,0
34,3
34,5
34,7
34,5
34,3
34,1
33,6

(°C)
30,0
31,8
32,6
33,3
33,9
34,2
34,5
34,7
34,8
35,0
35,1
35,0

(°C)
28,8
29,2
29,7
30,0
30,3
30,4
30,5
30,7
30,8
30,8
30,8
30,8

(°C)
30,0
32,2
33,4
34,0
34,2
34,3
34,3
34,5
34,3
34,3
34,1
33,9

Ts
in
(°C)
32,9
36,3
38,0
39,0
39,4
40,0
40,3
40,5
40,6
40,9
41,1
41,2

Ts
out
(°C)
28,0
28,2
28,3
28,3
28,4
28,5
28,5
28,7
28,8
28,8
28,9
29,0

Ta

Lampu

ΔT
Etape (°C)

(°C) Watt/m²
28,0 218,67 436,2 9,8
28,6 218,67 438,5 14,5
28,2 218,67 449,5 16,9
28,1 218,67 456,1 16,6
28,3 218,67 473,3 15,2
28,4 218,67 495,4 15,8
28,4 218,67 506,3 16,4
28,5 218,67 513,9 16,4
28,9 218,67 531,4 16,8
28,8 218,67 556,9 17,0
28,8 218,67 570,0 17,2
28,9 218,67 585,7 17,6

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25

Tabel 4. 4 Hasil Penelitian Variasi 4
Temperatur
Menit
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120

Tw
(°C)

Tc
(°C)

41,7
53,1
57,5
60,1
61,6
62,4
63,0
63,8
64,2
64,1
64,4
64,4

35,4
45,4
49,8
52,8
55,0
56,3
57,8
59,6
61,0
61,8
63,0
62,7

GT

T1

T2

T3

T4

(°C)
27,5
28,4
28,9
29,2
29,9
30,8
32,2
33,3
34,0
34,3
34,0
33,7

(°C)
28,9
31,1
31,8
32,3
32,6
32,8
33,1
33,3
33,7
33,8
34,0
34,1

(°C)
28,3
28,4
28,5
28,7
28,8
29,0
29,2
29,4
29,7
29,8
30,0
30,0

(°C)
29,3
31,3
32,6
32,9
32,9
33,2
33,4
33,6
34,2
34,4
34,5
34,5

Ts
in
(°C)
31,2
34,4
36,1
36,8
37,1
37,5
37,9
38,2
39,5
39,5
39,5
39,5

Ts
out
(°C)
27,5
27,5
27,5
27,7
27,8
27,8
27,9
28,0
28,0
28,1
28,3
28,3

Ta

Lampu

Etape ΔT

(°C) Watt/m²
27,9 218,67 430,9 6,3
27,9 218,67 433,1 7,8
27,9 218,67 445,4 7,7
27,9 218,67 452,2 7,3
27,9 218,67 466,0 6,6
28,0 218,67 490,0 6,1
28,1 218,67 505,0 5,2
27,9 218,67 516,4 4,2
28,0 218,67 531,5 3,1
28,1 218,67 559,6 2,3
30,5 218,67 573,3 1,4
28,3 218,67 588,5 1,7

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26

Tabel 4. 5 Hasil Penelitian Variasi 5
Temperatur
Menit
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120

Tw
(°C)

Tc
(°C)

42,0
52,8
56,9
59,0
60,3
60,9
60,8
61,2
61,7
61,8
61,9
62,1

31,9
34,9
36,3
37,0
37,5
37,6
38,1
38,7
38,9
39,0
37,9
36,1

GT

T1

T2

T3

T4

(°C)
27,5
28,3
29,7
34,7
36,2
36,4
36,4
36,5
36,5
36,6
36,6
36,3

(°C)
28,7
29,7
30,2
30,7
31,4
32,0
32,4
32,7
33,0
33,0
33,1
33,3

(°C)
27,5
27,5
27,8
28,1
28,7
29,3
29,6
29,9
29,9
30,0
30,0
30,0

(°C)
29,0
31,4
32,1
32,5
32,6
32,9
33,0
33,2
33,4
33,5
33,5
33,5

Ts
in
(°C)
31,6
35,2
36,5
37,2
37,0
37,4
37,6
38,0
38,2
38,3
38,2
37,5

Ts
out
(°C)
27,3
27,3
27,5
27,5
27,5
27,6
27,8
27,8
27,8
28,0
28,0
28,1

Ta

Lampu

ΔT
Etape (°C)

(°C) Watt/m²
27,9 218,67 427,2 10,1
28,1 218,67 429,7 17,9
28,4 218,67 442,2 20,6
28,4 218,67 450,9 22,1
28,7 218,67 468,0 22,8
28,8 218,67 493,4 23,2
29,0 218,67 505,6 22,7
29,4 218,67 514,7 22,5
29,0 218,67 534,7 22,8
29,0 218,67 561,3 22,8
28,8 218,67 574,0 24,0
31,2 218,67 589,8 26,0

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Tabel 4. 1 Hasil perhitungan variasi 1

Menit
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
Ratarata

TW

TC

°C
42,68
55,52
60,92
64,08
66,14
67,82
69,21
70,35
71,35
72,49
73,37
73,83

°C
38,23
48,59
51,67
53,99
55,94
57,61
55,94
57,38
56,73
56,76
57,89
58,17

ΔT

Rata-Rata Setiap 10 Menit
md

°C kg/m2
4,45
0,00
5,69
0,00
6,88
0,03
7,68
0,05
8,18
0,08
8,52
0,12
9,20
0,18
9,67
0,22
10,22 0,25
10,77 0,29
11,20 0,36
11,57 0,39

65,65 54,07 11,57

Qkonv

quap

qradiasi

W/m2
0,58
0,80
2,76
3,84
4,27
5,10
6,20
6,38
6,45
6,72
7,22
7,19

W/m2
3,55
7,48
35,20
53,39
62,63
79,45
100,28
105,52
108,33
114,90
126,42
127,47

W/m2
28,02
38,32
48,07
54,92
59,48
62,73
68,42
72,54
77,20
81,87
85,60
88,87

qtotal

hkonv

md

W/m2 W/m2.°C kg/m2
32,16
0,13
0,00
46,60
0,14
0,00
86,03
0,33
0,02
112,14
0,43
0,03
126,37
0,46
0,03
147,28
0,53
0,04
174,90
0,59
0,06
184,45
0,59
0,04
191,99
0,58
0,03
203,49
0,58
0,04
219,24
0,60
0,06
223,53
0,59
0,04

ΔT x
hkonv
W/m2
0,58
0,71
2,13
2,94
3,32
4,05
4,74
4,86
4,86
5,00
5,35
5,33

η
%
2%
4%
18%
27%
31%
40%
50%
53%
54%
58%
64%
64%

0,04

27

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Tabel 4. 2 Hasil perhitungan variasi 2

Menit
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
Ratarata

TW

TC

°C
42,81
55,06
60,35
62,88
64,31
64,76
64,77
65,38
65,81
66,74
67,65
67,50

°C
33,75
39,29
41,68
43,61
44,57
41,98
43,41
44,40
43,98
44,67
44,80
50,02

ΔT

Rata-Rata Setiap 10 Menit
md

qkonv

quap

°C kg/m2 W/m2 W/m2
9,06
0,00
0,04
0,21
12,42 0,00
0,39
3,41
14,51 0,04
4,36
46,77
15,70 0,06
5,56
62,67
16,51 0,12
7,74
91,89
17,55 0,18
9,89 118,63
18,10 0,21
9,93 119,89
18,46 0,22
8,90 107,59
18,83 0,28
9,83 120,68
19,16 0,36 11,19 140,27
19,49 0,40 11,28 142,81
19,32 0,44 11,17 143,44

62,34 43,01 19,32

qradiasi

qtotal

hkonv

md

W/m2
55,81
80,78
97,12
107,02
113,94
121,93
126,33
129,43
132,52
135,28
138,13
137,49

W/m2 W/m2.°C kg/m2
56,06
0,00
0,00
84,57
0,03
0,00
148,25
0,24
0,03
175,26
0,30
0,03
213,57
0,40
0,05
250,45
0,49
0,06
256,14
0,49
0,03
245,91
0,43
0,01
263,03
0,47
0,06
286,75
0,53
0,08
292,22
0,53
0,04
292,09
0,54
0,04

ΔT x
hkonv
W/m2
0,04
0,39
4,36
5,56
7,74
9,89
9,93
8,90
9,83
11,19
11,28
11,17

η
0%
2%
24%
32%
46%
60%
60%
54%
61%
71%
72%
72%

0,04

28

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Tabel 4. 3 Hasil perhitungan variasi 3

Menit
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
Ratarata

TW

TC

°C
44,03
53,93
58,34
60,45
62,12
63,11
63,50
63,73
63,91
64,21
64,40
64,54

°C
34,19
39,46
41,48
43,88
46,95
47,31
47,10
47,30
47,06
47,16
47,25
46,92

ΔT

Rata-Rata Setiap 10 Menit
md

qkonv

quap

°C kg/m2 W/m2 W/m2
9,84
0,00
-0,11 -0,65
12,16 0,01
1,62
14,23
13,72 0,04
5,49
54,76
14,44 0,06
5,91
61,50
14,58 0,12
8,06
91,39
14,79 0,19 10,17 121,29
15,02 0,22 10,17 123,06
15,19 0,24
9,78 119,34
15,38 0,30 10,50 129,99
15,54 0,38 11,79 148,26
15,69 0,42 11,80 149,34
15,85 0,47 12,02 152,96

60,52 44,67 15,85

qradiasi
W/m2
61,10
78,84
91,20
97,51
99,77
102,16
104,50
106,31
108,05
109,61
110,97
112,38

ΔT x
hkonv
W/m2 W/m2.°C kg/m2 W/m2
60,34
-0,01
0,00
-0,11
94,69
0,11
0,01
1,62
151,46
0,34
0,03
5,49
164,92
0,36
0,02
5,91
199,22
0,51
0,05
8,06
233,62
0,64
0,07 10,17
237,73
0,64
0,03 10,17
235,43
0,61
0,02
9,78
248,54
0,65
0,05 10,50
269,67
0,72
0,08 11,79
272,11
0,72
0,04 11,80
277,36
0,73
0,05 12,02
qtotal

hkonv

md

η
%
0%
7%
28%
31%
46%
61%
62%
60%
65%
75%
75%
77%

0,05

29

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Tabel 4. 4 Hasil perhitungan variasi 4
Menit

ΔT

TW
TC

10