Pompa air energi termal menggunakan dua evaporator paralel dengan volume 115 CC - USD Repository
POMPA AIR ENERGI TERMAL
MENGGUNAKAN DUA EVAPORATOR PARALEL
DENGAN VOLUME 115 CC
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Di Program Studi Teknik Mesin Diajukan Oleh:
AGUSTINUS BUDI SANTOSA
NIM : 065214010
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
POMPA AIR ENERGI TERMAL
MENGGUNAKAN DUA EVAPORATOR PARALEL
DENGAN VOLUME 115 CC
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Di Program Studi Teknik Mesin Diajukan Oleh:
AGUSTINUS BUDI SANTOSA
NIM : 065214010
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
THERMAL ENERGY WATER PUMP
USING TWO PARALLEL EVAPORATOR
WITH 115 CC VOLUME
Final Project
Presented as a partial fulfillment to obtain the Sarjana Teknik degree In Mechanical Engineering study program by
AGUSTINUS BUDI SANTOSA
Student Number : 065214010
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
INTISARI
Air sangat penting bagi kehidupan, tetapi tempat sumber mata air lebih rendah dari tempat pemakaiannya sehingga diperlukan pompa untuk mengalirkannya. Pada umumnya pompa air digerakkan oleh energi listrik tetapi tidak semua daerah mampu menikmati jaringan listrik. Alternatif lain yang dapat digunakan untuk penggerak pompa air adalah energi termal menggunakan bahan bakar spritus. Tetapi unjuk kerja pompa air energi surya di Indonesia belum banyak sehingga perlu dilakukan banyak penelitian untuk menjajagi kemungkinan pemanfaatannya. Adapun tujuan yang ingin dicapai oleh peneliti, yaitu dapat mengetahui debit pemompaan, daya pompa dan efsiensi pompa air energi termal jenis pulsajet air (Water Pulse Jet), Pompa air energi termal dengan Evaporator Paralel 115cc terdiri dari 4 (empat) komponen utama, (1) evaporator, (2) pemanas, (3) pendingin dan (4) tuning pipe (pipa osilasi). Variabel-variabel yang diukur pada pengujian pompa adalah temperatur sisi bawah evaporator (T1), temperatur sisi di bawah pemanas spirtus (T2), temperature sisi uap (T3), temperatur udara sekitar (T4), V out dan t out pemompaan. Variasi yang dilakukan pada pengujian pompa adalah ketinggian head (2,5 m, 1,8 m dan 1,5 m).Hasil penelitian menunjukkan debit maksimum (Q) 478 (ml/menit), daya pompa maksimum (Wp) 0,1405 watt, efisiensi pompa maksimum ( η pompa) 0,0901%.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan anugrah-Nya, sehingga Tugas Akhir ini dapat tersusun dan dapat terselesaikan dengan lancar. Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapatkan bantuan yang berupa dorongan, motivasi, doa, sarana, materi sehingga dapat terselesaikannya Tugas Akhir ini. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan bantuannya, antara lain
1. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.
2. Bapak Budi Sugiharto, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.
3. Bapak Ir. YB. Lukiyanto, M.T. selaku Dosen Pembimbing Akademik.
4. Bapak Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T., selaku dosen Pembimbing Utama Tugas Akhir.
5. Seluruh Dosen Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.
6. Segenap staf pengajar Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah mendidik dan memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis sehingga sangat berguna dalam penyelesaian
8. Aluisius Kris Martanto ,Natan Vino Harsanto dan Ardi susanto, teman seperjuangan dalam pembuatan Tugas Akhir ini.
9. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin khususnya angkatan 2006 yang telah berjuang bersama dan memberikan masukan-masukan serta dorongan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
10. Serta semua pihak yang tidak mungkin disebutkan satu per satu yang telah ikut membantu dalam menyelesaikan Laporan Tugas akhir.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan yang perlu diperbaiki dalam penulisan Tugas Akhir ini, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik, serta masukan dari berbagai pihak untuk menyempurnakannya. Semoga penulisan Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca. Terima kasih.
Yogyakarta,10 Agustus2010 Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL i …………………………………………………………..
TITLE PAGE ii ………………………………………………………………….. iii
LEMBAR PENGESAHAN …………………………………………………… iv DAFTAR DEWAN PENGUJI ……………………………………………….. v PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ………………………………………. PERNYATAAN PUBLIKASI vi ………………………………………………... vii INTISARI ……………………………………………………………………... viii
KATA PENGANTAR ………………………………………………………… x DAFTAR ISI ………………………………………………………………….. xii DAFTAR GAMBAR …………………………………………………………. xvii DAFTAR TABEL ……………………………………………………………..
BAB I PENDAHULUAN 1 …………………………………………………….
1.1 Latar Belakang
1 ……………………………………………………
1.2 Rumusan Masalah 2 ………………………………………………...
1.3 Tujuan Penelitian 3 ………………………………………………....
1.4 Batasan Masalah 3 ………………………………………………….
1.5 Manfaat Penelitian 3 ………………………………………………..
BAB II DASAR TEORI
4 ………………………………………………………
2 4 .1 Penelitian Yang Pernah Dilakukan ……………………………….
2.2
7 Dasar Teori ………………………………………………………..
12
2.3 Penerapan Rumus …………………………………………………
BAB III METODE PENELITIAN
15 ……………………………………………
3.1
15 Deskripsi Alat ……………………………………………………
3.2 Prinsip Kerja
16 Alat ……………………………………………….
3.4 Variabel Yang Diukur …………………………………………………..
19 3.5 Metode dan Langkah Pengambilan Data ………………………...
20
22
3.6 Analisa Data ……………………………………………………...
3.7 Peralatan Pendukung …………………………………………….
22 BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN ……………………………………….
24
24
4.1 Data Penelitian …………………………………………………...
35
4.2 Perhitungan ………………………………………………………
4.3 Grafik dan Pembahasan Pompa ………………………………….
38 BAB V PENUTUP …………………………………………………………..
62
5.1 Kesimpulan ………………………………………………………
62
5.2 Saran ……………………………………………………………..
63 5.3 Penutup …………………………………………………………..
63 DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………….
64 LAMPIRAN …………………………………………………………………..
66
DAFTAR GAMBAR 2.1. Gambar Pompa Air E nergi Termal Jenis pulsajet air ……………………………...
14
8
9
9
10
10
11
11
15
7
17
18
18
20
38
39
40
41
8
4.6 Grafik Hubungan Posisi Evaporator (80cc) Dengan Efisiensi Pompa
2.2 Gambar Pompa Air energi Termal Jenis Fluidyn Pump ...................................
3.2 Gambar Detail Evaporator ………………………………………………………..
2.3 Gambar Pompa Air energi Termal Jenis Nifte Pump .........................................
2.4 Gambar Pompa Air energi Termal Jenis Fluidyn Pump .....................................
2.5 Gambar Pompa Air energi Termal Jenis Nifte Pump ........................................
2.6 Gambar Pompa Air energi Termal Jenis Nifte Pump ........................................
2.7 Gambar Pompa Air energi Termal Jenis Nifte Pump ........................................
2.8 Gambar Pompa Air energi Termal Jenis Water Pulse Jet .................................
2.9 Evaporator Tegak Pompa Air Energi Termal Jenis water pulse jet ..................
3.1 Gambar Skema Alat Penelitian ........................................................................
3.3 Gambar Variasi Head ......................................................................................
4.5 Grafik Hubungan Posisi Evaporator (80cc) Dengan Daya Pompa Menggunakan
Selang Osilasi 3/8 dan Head 1,8 m ……….……………………………...........
3.4 Gambar Variasi Diameter Selang Osilasi .........................................................
3.5 Gambar Posisi Evaporator ...............................................................................
3.6 Gambar Posisi Termokopel Pada Evaporator ..................................................
4.1 Grafik Hubungan Variasi Head Dengan Daya Pompa Menggunakan Dua Evaporator dan Selang Osilasi 3/8 inci …………….........................................
4.2 Grafik Hubungan Head Dengan Efisiensi Pompa Menggunakan Dua Evaporator dan Selang Osilasi 3/8 inci ….........................................................................
4.3 Grafik Hubungan Variasi Diameter Selang Osilasi Dengan Daya Pompa Menggunakan Dua Evaporator dan Head 1.8 m ……………..........................
4.4 Grafik Hubungan Variasi Diameter Selang Osilasi Dengan Efisiensi Menggunakan Dua Evaporator dan Head 1.8 m..
……………………………...
42
4.7 Grafik Hubungan Posisi Evaporator (35cc) Dengan Daya Pompa Menggunakan Selang Osilasi 3/8 dan Head 1,8 m .……........................................
44
4.8 Grafik Hubungan Posisi Evaporator 35cc vs Daya Pompa Menggunakan Selang Osilasi 3/8 dan head 1,8 m .. ….....................................
44
4.9 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Temperatur (ºC) Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 1,5m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ..........................................................................................................
45
4.10 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Debit (ml/menit) Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 1,5m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ……………………………………………….......................................
46
4.11 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Daya Pompa (watt) Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 1,5m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci .
46 ……………………………………………………………..……...……
4.12 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Efisiensi Pompa (%) Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 1,5m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci
47 ……………………………………………..........................................
4.13 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Temperatur (ºC) Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci
47 ………………………………………………..…………………...……
4.14 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Debit (ml/menit Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci
48 ……………………………………………….…….……………...……
4.15 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Daya Pompa (watt) Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci
48 …………………………………………………………………...…….
4.16 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Efisiensi Pompa (%) Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci
49 ……………….……………………………..…………………...……..
4.17 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Temperatur (ºC) Menggunakan Dua
Evaporator Pada Head 1,8m dan Menggunaka Diameter Selang Osilasi 1/2 inci ………………………………………………………………….……...
49
4.18 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Debit (ml/menit) Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 1/2 inci ………………………………………………………………..….........
50
4.19 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Daya Pompa (watt) MenggunakanDua Evaporator Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 1/2 inci ...……..…………………………………………………………………..
50
4.20 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Efisiensi Pompa (%) Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 1/2 inci
51 ……..……………………………………………………………………
4.21 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Temperatur (ºC) Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 2,5m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci .
51 ………………………………………….………………………………
4.22 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Debit (ml/menit) Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 2,5m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci
52 ……..……………………………………………………….………….
4.23 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Daya Pompa (watt) Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 2,5m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci
52 ………………………………………………………………………….
4.24 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Efisiensi Pompa (%) Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 2,5m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci
53 ………………………………………………………………………….
4.25 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Temperatur (ºC) Menggunakan Satu Evaporator(80cc) Dikiri Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci
53 ………………………………………………………………….
4.26 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Debit (ml/menit) Menggunakan Satu Evaporator(80cc) Dikiri Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang
Osilasi 3/8 inci ..…………………………………………………………………
54
4.27 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Daya Pompa (watt) Menggunakan Satu Evaporator(80cc) Dikiri Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ………………………………………………………….
54
4.28 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Efisiensi Pompa (%) Menggunakan Satu Evaporator(80cc) Dikiri Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ………………………………………………………….
55
4.29 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Temperatur (ºC) Menggunakan Satu Evaporator(80cc) Dikanan Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ………………………………………………………………….
55
4.30 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Debit (ml/menit) Menggunakan Satu Evaporator(80cc) Dikanan Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci
56 ………………………………………………………………….
4.31 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Daya Pompa (watt) Menggunakan Satu Evaporator(80cc) Dikanan Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci
56 ………………………………………………………….
4.32 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Efisiensi Pompa (%) Menggunakan Satu Evaporator(80cc) Dikanan Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci
57 …………………………………………………………..
4.33 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Temperatur (ºC) Menggunakan Satu Evaporator(35cc) Dikiri Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci
57 …………………………………………………………………...
4.34 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Debit (ml/menit) Menggunakan Satu Evaporator(35cc) Dikiri Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci
58 ………………………………………………………………….
4.35 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Daya Pompa (watt) Menggunakan Satu Evaporator(35cc) Dikiri Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci
58 ………………………………………………………….
4.36 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Efisiensi Pompa (%) Menggunakan
Satu Evaporator(35cc) Dikiri Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ………………………………………………………….
59
4.37 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Temperatur (ºC) Menggunakan Satu Evaporator(35cc) Dikanan Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci …….……………………………………………………………
59
4.38 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Debit (ml/menit) Menggunakan Satu Evaporator(35cc) Dikanan Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci …………………………………………………………………..
60
4.39 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Daya Pompa (watt) Menggunakan Satu Evaporator(35cc) Dikanan Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci
60 ………………………………………………………….
4.40 Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Efisiensi Pompa (%) Menggunakan Satu Evaporator(35cc) Dikanan Pada Head 1,8m dan Menggunakan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci …………………………………………………………...
61 .
DAFTAR TABEL
3
26
25
25
24
24
4.7 Data I Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan
/
8 inci .............................................................................................................
3
4.6 Data III Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 1,8 m dan diameter selang osilasi
8
inci .............................................................................................................
/
4.5 Data II Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 1,8 m dan diameter selang osilasi
4.1 Data I Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 1,5 m dan diameter selang osilasi
8
inci .............................................................................................................
/
3
4.4 Data I Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 1,8 m dan diameter selang osilasi
/ 8 inci ................................................................................................
3
4.3 Data III Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan dengan menggunakan dua evaporator, head 1,5 m dan diameter selang osilasi
/
8 inci .............................................................................................................
3
4.2 Data II Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 1,5 m dan diameter selang osilasi
/
8 inci .............................................................................................................
3
26
1
/
2 inci .............................................................................................................
27
4.8 Data II Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 1,8 m dan diameter selang osilasi
1
/
2 inci .............................................................................................................
27
4.9 Data III Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 1,8 m dan diameter selang osilasi
1
/
2 inci ............................................................................................................
28
4.10 Data I Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 2,5 m dan diameter selang osilasi
3
/
8 inci ............................................................................................................
28
4.11 Data II Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 2,5 m dan diameter selang osilasi
3
/
8 inci ...........................................................................................................
29
4.12 Data III Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 2,5 m dan diameter selang osilasi
3
/
8 inci ............................................................................................................
29
4.13 Data I Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan satu evaporator (80cc) pada posisi kiri, head 1,8 m dan
3
diameter selang osilasi / 8 inci ......................................................................
30
4.14 Data II Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan satu evaporator (80cc) pada posisi kiri, head 1,8 m dan
3
diameter selang osilasi / 8 inci .....................................................................
30
4.15 Data III Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan satu evaporator (80cc) pada posisi kiri, head 1,8 m dan
3 diameter selang osilasi / inci ..................................................................
31
8
menggunakan satu evaporator (80cc) pada posisi kanan, head 1,8 m dan
3
diameter selang osilasi / 8 inci ......................................................................
31
4.17 Data II Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan satu evaporator (80cc) pada posisi kanan, head 1,8 m dan
3
diameter selang osilasi / 8 inci ......................................................................
31
4.18 Data III Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan satu evaporator (80cc) pada posisi kanan, head 1,8 m dan
3
diameter selang osilasi / 8 inci ......................................................................
32
4.19 Data I Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan satu evaporator (35cc) pada posisi kiri, head 1,8 m dan
3
diameter selang osilasi / 8 inci .....................................................................
32
4.20 Data II Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan satu evaporator (35cc) pada posisi kiri, head 1,8 m dan
3
diameter selang osilasi / 8 inci ......................................................................
32
4.21 Data III Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan satu evaporator (35cc) pada posisi kiri, head 1,8 m dan
3
diameter selang osilasi / 8 inci . ....................................................................
33
4.22 Data I Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan satu evaporator (35cc) pada posisi kanan, head 1,8 m dan
3
diameter selang osilasi / 8 inci. .....................................................................
33
4.23 Data II Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan satu evaporator (35cc) pada posisi kanan, head 1,8 m dan
3
diameter selang osilasi / 8 inci. .....................................................................
34
4.24 Data III Temperatur dan Debit Penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan satu evaporator (35cc) pada posisi kanan, head 1,8 m dan
3 diameter selang osilasi / inci. ....................................................................
34
8
Dengan
36 Dua Evaporator………………………..………………………….
4.26 Perhitungan Pompa Variasi Diameter Selang Osilasi,Dengan Head 1.8 m
37 Dengan Dua Evaporator……………………………………………………
4.27 Perhitungan Pompa Variasi Letak Dengan Satu Evaporator Diameter elang Osilasi
37 ⅜ inci……………………………………………………………….
4.28 Perhitungan Pompa Variasi Letak Dengan Satu Evaporator Diameter Selang
38 Osilasi ⅜ inci……………..................................................................
BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Air adalah sumber kehidupan yang melimpah dan tidak akan pernah habis
atau tergantikan.Banyak sekali kegunaan air,misalnya untuk minum,memasak,mencuci dan masih banyak lagi, tetapi tidaksemua tempat di Indonesia dapat langsung menikmati air tersebut, kebanyakan masih diperlukan bantuan alat agar air tersebut dapat dinikmati. Alat yang paling umum digunakan adalah pompa air.
Pompa air pada umumnya digerakkan dengan energi minyak bumi (dengan motor bakar) atau energi listrik (motor listrik). Tetapi belum semua daerah di Indonesia terdapat jaringan listrik atau belum memiliki sarana transportasi yang baik sehingga bahan bakar minyak tidak mudah didapat, disamping itu efek dari hasil pembakaran bahan bakar minyak banyak menimbulkan polusi udara dan merusak lingkungan hidup, oleh sebab itu diperlukan energi alternatif untuk mengatasi masalah tersebut.
Untuk daerah terpencil kita dapat memanfaatkan sumber energi terbarukan untuk memompa air, tergantung potensi yang ada di daerah tersebut.Maka sumber-sumber energi terbarukan yang dapat dimanfaatkan untuk memompa
2 masih merupakan teknologi yang tinggi dan mahal bagi masyarakat terutama masyarakat di negara berkembang seperti Indonesia sehingga penerapannya sangat terbatas. Disisi lain kolektor thermal plat parabolik jenis tabung merupakan teknologi yang sederhana dan murah sehingga mempunyai peluang dimanfaatkan masyarakat untuk memompa air. Informasi tentang unjuk kerja kolektor termal untuk memompa air atau yang lebih sering disebut pompa air energi surya di Indonesia belum banyak dijumpai sehingga perlu dilakukan banyak penelitian untuk menjajagi kemungkinannya. Sebagai simulasi pompa air energi surya, panas yang digunakan adalah panas dari api.
I.2 Rumusan Masalah
Unjuk kerja pompa air energi termal tergantung pada lama waktu penguapan fluida kerja dan lama waktu pengembunan uap. Waktu yang diperlukan untuk penguapan tergantung pada efisiensi pompa dalam mengumpulkan energi termal dan mengkonversikannya ke fluida kerja, juga tergantung pada sifat- sifat dan jumlah awal fluida kerja dalam sistem. Pada penelitian ini model pompa air energi termal yang digunakan yaitu dengan evaporator paralel volume fluida kerja115cc, ketinggian head (2,5 m,1,8 m dan 1,5m), diameter selang osilasi (3/8 inci) dan ( 5/8 inci ) untuk head 1.8 m. Diameter selang osilasi bertujuan untuk mengetahui debit (Q), daya pompa (Wp) dan efisiensi
3
I.3 Tujuan Penelitian a.
Membuat model pompa air energi termal jenis pulsejet air (water pulse jet) menggunakan dua evaporator paralel dengan volume 115cc.
b.
Mengetahui debit, daya, dan efisiensi pompa yang dapat dihasilkan.
c.
Membandingkan kinerja selang osilasi 3/8 inci dengan selang osilasi 1/2 inci.
I.4 Batasan Masalah
a. Pompa air energi termal menggunakan sumber panas dengan bahan bakar spirtus.
I.5 Manfaat a.
Menambah kepustakaan teknologi pompa air energi termal.
b.
Hasil-hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat prototipe dan produk teknologi pompa air dengan energi termal yang dapat diterima masyarakat sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan.
c.
Mengurangi ketergantungan penggunaan minyak bumi dan listrik.
BAB II DASAR TEORI
2.1. Penelitian yang pernah dilakukan
Penelitian pompa energi panas berbasis motor stirling dapat secara efektif memompa air dengan variasi head antara 2 – 5 m (Mahkamov, 2003), Penelitian pompa air energi panas oleh Smith menunjukkan bahwa ukuran kondenser yang sesuai dapat meningkatkan daya output sampai 56% (Smith, 2005).
Penelitian pompa air energi panas surya memperlihatkan bahwa waktu pengembunan uap dipengaruhi oleh temperatur dan debit air pendingin masuk kondensor (Sumathy et. al., 1995).
Penelitian secara teoritis pompa air energi panas surya dengan dua macam fluida kerja, yaitu n-pentane dan ethyl ether memperlihatkan bahwa efisiensi pompa dengan ethyl ether 17% lebih tinggi dibanding n- pentane untuk tinggi head 6 m (Wong, 2000).
Analisa termodinamika untuk memprediksi unjuk kerja pompa air energi panas surya pada beberapa ketingian head memperlihatkan bahwa jumlah siklus/ hari tergantung pada waktu pemanasan fluida kerja dan waktu yang diperlukan untuk pengembunan uap. Waktu pemanasan
5 Penelitian lain yang pernah dilakukan seperti dalam Tugas Akhir
“Karakteristik Kolektor Surya CPC Untuk Pompa Air Energi Termal Menggunakan Pompa Rendam” mampu menghasilkan Efisiensi sensibel kolektor maksimum adalah 12,68 %, daya pemompaan maksimum adalah 0,0893 Watt, Efisiensi sistem maksimum sebesar 0,132 %, faktor efisiensi maksimum adalah 57,218 % ( Yulia Venti Yoanita, 2009 ).
Pemodelan pompa air energi surya dengan kolektor pelat datar, dari grafik data diketahui suhu tertinggi mencapai 60 C dengan demikian diperlukan fluida kerja yang memiliki titik didih dibawah 60
C, unjuk kerja wash benzene yang titik didihnya 40 C bisa deterapkan sebagai fluida kerja ( Triyono setiyo nugroho, V. Erwan widyarto. W, Bima tambara putra, 2009 )
Pompa air energi termal dengan evaporator 26 cc dan pemanas 78 watt, dari data yang diperoleh menunjukkan daya pompa (Wp) maksimum adalah 0,119 watt pada variasi ketinggian head 1,75 m, bukaan kran 0 ºC dan pendingin udara, e fisiensi pompa (ηpompa) maksimum 0,152 % pada variasi ketinggian head 1,75 m, bukaan kran 0 ºC dan pendingin udara, debit (Q) maksimum 0,417 (liter/menit) pada variasi ketinggian head 1,75, bukaan kran 0 ºC dan pendingin udara (Widagdo, 2009).
Pompa air energi termal dengan evaporator 44 cc dan pemanas 78
6
variasi ketinggian head 1,75 m, bukaan kran 0 ºC dan pendingin udara, debit (Q) maksimum 0,376 (liter/menit) pada variasi ketinggian head 1,75, bukaan kran 0ºC dan pendingin udara (Triyono Setiyo Nugroho, 2009).
Pompa air energi termal dengan evaporator 39 cc dan pemanas 266 watt, dari data yang diperoleh menunjukkan daya pompa (Wp) maksimum
0,139 watt
adalah pada variasi ketinggian head 1,75 m, bukaan kran 30ºC
0.060 %
dan pendingin udara, e pada fisiensi pompa (ηpompa) maksimum variasi ketinggian head 1,75 m, bukaan kran 30 ºC dan pendingin udara,
0,697
debit (Q) maksimum (liter/menit) pada variasi ketinggian head 1,75,
bukaan kran terbuka penuh dan pendingin udara (Mohammad Suhanto,
2009).Pompa air energi termal dengan evaporator 64 cc dan pemanas 266 watt, dari data yang diperoleh menunjukkan daya pompa (Wp) maksimum
watt
adalah 0.162 pada variasi ketinggian head 1,75 m, bukaan kran 0ºC dan pendingin udara, e
% pada
fisiensi pompa (ηpompa) maksimum 0,208 variasi ketinggian head 1,75 m, bukaan kran 0 ºC dan pendingin udara, debit (Q) maksimum 0,568 (liter/menit) pada variasi ketinggian head 1,75 bukaan kran 0ºC dan pendingin udara (V. Erwan widyarto, 2009).
7 2.2.
Pompa air energi termal umumnya adalah pompa air energi termal dengan jenis pulsajet air (water pulse jet), pompa air energi termal dengan jenis fluidyn pump dan pompa air energi termal dengan jenis nifte pump. Pada penelitian ini dibuat pompa energi termal jenis pulsa jet air (water
pulse jet) dengan menggunakan fluida kerja spirtus karena merupakan
jenis pompa air energi termal yang paling sederhana dibandingkan yang lain.
Dasar Teori
Untuk jenis-jenis pompa air dapat dilihat pada gambar berikut ini: Keterangan :
1. Fluida air
2. Sisi uap
3. Sisi panas
4. Sisi dingin
5. Tuning pipe
6. Katup hisap
7. Katup buang
8 Keterangan :
1. Displacer
2. Penukar panas
3. Pemicu regenerasi
4. Penukar panas
5. Tuning pipe
6. Katup hisap
7. Katup buang
8. Sisi volume mati
9. Pengapung
Gambar 2.2 Pompa Air Energi Termal Jenis Fluidyn PumpKeterangan :