Unjuk kerja distilasi air absorber kain dengan kaca penutup berpendingin spray dan alat penukar kalor - USD Repository

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

UNJUK KERJA DISTILASI AIR ABSORBER KAIN DENGAN KACA
PENUTUP BERPENDINGIN SPRAY DAN ALAT PENUKAR KALOR

SKRIPSI
Untuk Memenuhi Sebagai Persyaratan
Mencapai Derajat Sarjana S-1 Teknik Mesin

Disusun Oleh :
ANUGRAH AJI PRAMUDIA
NIM : 155214126

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

i


PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

THE PERFORMANCE OF DISTILATION OF FABRIC ABSORBER
WITH SPRAY-COOLED COVER GLASS AND HEAT EXCHANGER
FINAL PROJECT

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

Presented By :
ANUGRAH AJI PRAMUDIA
STUDENT NUMBER: 155214126

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGI
YOGYAKARTA
2019

ii


PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

iii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

UNJUK KERJA DISTILASI AIR ABSORBER KAIN DENGAN PENUTUP
KACA BERPENDINGIN SPRAY DAN ALAT PENUKAR KALOR

Telah dipertahankan di hadapan tim penguji
pada tanggal 24 Januari 2019
dan dinyatakan telah lulus memenuhi syarat

Susunan Tewan Penguji
Nama Lengkap

Tanda Tangan

Ketua


: Budi Sugiharto, S.T., M.T.

Sekretaris

: Achilleus Hermawan Astyanto, S.T., M.Eng.

Pembimbing : Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T.
Tugas akhir ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik

Yogyakarta, 24 Januari 2019
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Sanata Dharma

Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D.

iv

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 ABSORBER KAIN DENGAN PENUTUP
KACA BERPENDINGIN 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, 24 Januari 2019
Penulis,

Anugrah Aji Pramudia
(155214126)

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

: Anugrah Aji Pramudia

Nomor Mahasiswa

: 155214126

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan
Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul :
UNJUK KERJA DISTILASI AIR ABSORBER KAIN DENGAN PENUTUP
KACA BERPENDINGIN 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, 24 Januari 2019
Yang Menyatakan

Anugrah Aji Pramudia
(155214126)

vi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ABSTRAK
Air bersih merupakan kebutuhan pokok bagi setiap manusia, oleh sebab itu air yang
diminum harus benar-benar bersih dan tidak terkontaminasi dengan zat-zat yang
berbahaya bagi kesehatan. Masyarakat yang tinggal di daerah dekat pantai sangat
sulit untuk mendapatkan air yang bersih, sehingga air bersih menjadi mahal.

Sulitnya mendapat air bersih maka masyarakat yang tinggal di daerah dekat pantai
terkadang mengkonsumsi air yang telah terkontaminasi zat yang berbahaya,
sehingga menimbulkan berbagai macam penyakit bahkan kematian.
Air yang terkontaminasi oleh zat berbahaya menjadi tidak layak untuk dikonsumsi.
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 air masukan
absorber sudah lebih tinggi disbanding dengan sebelum masuk alat penukar kalor.
Parameter yang akan divariasikan adalah (1) debit absorber 0,6 liter/jam dengan
debit spray 5 liter/jam, (2) debit absorber 0,6 liter/jam dengan debit spray 8
liter/jam, (3) debit absorber 0,6 liter/jam dengan debit spray 10 liter/jam, (4) debit
absorber 1 liter/jam dengan debit spray 10 liter/jam, (5) debit absorber 1,3 liter/jam
dengan debit spray 10 liter/jam. Parameter yang diukur adalah (1) temperatur air
keluar absorber, (2) temperatur air masuk absorber dan temperatur air masuk 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
menunjukan bahwa efisiensi yang terbesar didapatkan pada debit absorber 0,6

liter/jam dan debit spray 10 liter/jam dengan hasil air distilasi sebanyak 0,37
liter/jam.m2 dan efisiensi sebesar 79 %. Sementara itu efisiensi terendah didapatkan
pada debit absorber 1,3 liter/jam dan debit spray 10 liter/jam dengan hasil air
distilasi sebanyak 0,33 liter/jam.m2 dan efisiensi sebesar 71 %.

Kata kunci: Distilasi air, alat penukar kalor, penutup kaca

vii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ABSTRACT
Clean water is a basic requirement for every human being, therefore the water you
drink must be completely clean and not contaminated with substances that are
harmful to health. People who live in areas near the coast are very difficult to get
clean water, so that clean water becomes expensive. Difficulty in getting clean
water, people who live in areas near the coast sometimes consume water that has
been contaminated with harmful substances, causing various kinds of diseases and
even death.
Water contaminated with harmful substances becomes unsuitable for consumption.

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 heat exchanger is one component to help increase the temperature
of the water so that the input water absorber is higher than before entering the heat
exchanger. The parameters that will be varied are (1) discharge of 0.6 liter / hour
absorber with 5 liter / hour discharge spray, (2) 0.6 liter / hour absorber discharge
with 8 liter / hour discharge spray, (3) 0 absorber discharge, 6 liters / hour with
spray discharge of 10 liters / hour, (4) absorber discharge of 1 liter / hour with spray
discharge of 10 liters / hour, (5) absorber discharge of 1.3 liters / hour with spray
discharge of 10 liters / hour. The parameters measured are (1) the temperature of
the water out of the absorber, (2) the temperature of the absorber water and the
temperature of the inlet water, (3) the temperature of the absorber, (4) the
temperature of the glass exit water, (5) the temperature of the glass, (6) humidity
around , (7) ambient temperature, and (8) e-tape. The results of this study indicate
that the greatest efficiency was obtained at 0.6 liter / hour absorber discharge and
10 liter/hour spray discharge with distillation water results of 0.37 liters / hour.m 2
and efficiency of 79%. Meanwhile the lowest efficiency is obtained at the 1.3
liter/hour absorber discharge and 10 liter / hour spray discharge with distillation

results of 0.33 liters / hour.m2 and efficiency of 71%.

Keywords: Water distillation, heat exchanger, glass cover

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.

Stefan Mardikus S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik.

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.

ix

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

8.

Keluarga tercinta, Bapak Edi Triyono, Ibu Cisilia Miming Wiyati, S.Pd.,
dan kakak tercinta Wahyu Kristianto yang selalu mendukung, mendoakan,
semangat dan bantuan baik berupa moral dan materi kepada penulis.

9.

Sophia Bulantara yang selalu memberikan semangat dan dukungan secara
moral.

10.

Seluruh teman dan sahabat Teknik Mesin terutama untuk teman-teman
Teknik Mesin 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, 24 Januari 2019

Penulis

x

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR ISI
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ......................... vii
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ........................... vii
ABSTRAK ........................................................................................................... vii
ABSTRACT ........................................................................................................ viii
KATA PENGANTAR .......................................................................................... ix
Bab 1 ....................................................................................................................... 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 dan Manfaat Penelitian ....................................................................... 4

Bab 2 ....................................................................................................................... 6
Tinjauan Pustaka .................................................................................................. 6
2.1

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

2.2

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

2.3

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

Bab 3 ..................................................................................................................... 15

xi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Metode Penelitian ................................................................................................ 15
3.1

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

3.2

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

3.3

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

3.4

Alat ukur yang digunakan ............................................................................. 20

3.5

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

3.6

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

Bab 4 ..................................................................................................................... 22
Hasil dan Pembahasan ........................................................................................ 22
4.1

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

4.2. Hasil Perhitungan .................................................................................... 25
4.3

Analisi data ...................................................................................................... 31

Bab 5 ..................................................................................................................... 4
Penutup ................................................................................................................ 4
5.1

Kesimpulan ...................................................................................................... 4ϰ

5.2

Saran ................................................................................................................ 4ϱ

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 4
LAMPIRAN ......................................................................................................... 4

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

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 ..................................................................... 14
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 terhadap efisiensi ................................... 31
Gambar 4. 2 Efek laju aliran pendingin terhadap hasil destilasi ........................... 31
Gambar 4. 3 Efek laju aliran pendingin terhadap efisiensi ................................... 32
Gambar 4. 4 Efek laju aliran pendingin terhadap efisiensi ................................... 33
Gambar 4. 5 Efek laju aliran pendingin terhadap ΔT ........................................... 34
Gambar 4. 6 Efek laju aliran pendingin terhadap ΔT ........................................... 34
Gambar 4. 7 Efek laju aliran pendingin terhadap h .............................................. 35
Gambar 4. 8 Efek laju aliran pendingin terhadap h .............................................. 3
Gambar 4. 9 Efek laju aliran air absorber terhadap hasil destilasi ........................ 3
Gambar 4. 10 Efek laju aliran air absorber terhadap hasil destilasi ..................... 3
Gambar 4. 11 Efek laju aliran air absorber terhadap efisiensi .............................. 3
Gambar 4. 12 Efek laju aliran air absorber terhadap efisiensi .............................. 3
Gambar 4. 13 Efek laju aliran air absorber terhadap ΔT ...................................... 
Gambar 4. 14 Efek laju aliran air absorber terhadap ΔT ...................................... 
Gambar 4. 15 Efek laju aliran air absorber terhadap h ......................................... 4

xiv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 4. 16 Efek laju aliran air absorber terhadap h ......................................... 4
Gambar 4. 17 Efek laju aliran pendingin terhadap ΔT x h ................................... 4
Gambar 4. 18 Efek laju aliran air absorber terhadap ΔT x h ................................ 4
Gambar 4. 19 Efektivitas penggunaan APK ......................................................... 4

xv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Tabel Sifat Air dan Uap Jenuh ..................................................................... 48
Lampiran 2.Tabel Sifat Air dan Uap Jenuh (Lanjutan)..................................................... 49
Lampiran 3. Gambar Absorber Kain................................................................................. 49

xvi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Bab 1
Pendahuluan

1.1 Latar Belakang
Air bersih merupakan kebutuhan pokok bagi setiap manusia, oleh sebab
itu air yang diminum harus benar-benar bersih dan tidak terkontaminasi
dengan zat-zat yang berbahaya bagi kesehatan. Masyarakat yang tinggal di
daerah dekat pantai sangat sulit untuk mendapatkan air yang bersih, sehingga
air bersih menjadi mahal. Sulitnya mendapat air bersih maka masyarakat yang
tinggal di daerah dekat pantai terkadang mengonsumsi air yang mereka tidak
tahu telah terkontaminasi zat yang berbahaya, sehingga menimbulkan
berbagai macam penyakit bahkan menimbulkan kematian.
Air yang terkontaminasi oleh zat yang berbahaya menjadi tidak layak
untuk dikonsumsi. Untuk mengatasi hal ini salah satunya dengan
menjernihkan air yang kotor dengan destilasi air dengan memanfaatkan energi
surya yang melimpah di daerah gersang tersebut. Untuk mengatasi masalah
kekurang air layak konsumsi ini maka diciptakan alat destilasi air yang akan
memisahkan kotoran yang ada di air sehingga menjadi air yang bersih dan
layak untuk dikonsumsi.
Penelitian kali ini akan menggunakan alat destilasi air energi matahari
jenis absorber kain. Alat destilasi air memiliki dua komponen penting yaitu
absorber dan penutup kaca. Absorber berfungsi sebagai tempat air kotor yang

ϭ

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Ϯ

akan didestilasi sekaligus sebagai penyerap energi matahari yang nanti akan
membantu proses penguapan. Penutup kaca berfungsi sebagai tempat
pendinginan yang mempercepat proses pengembunan yang sekaligus menjadi
tempat pengembunan uap air dimana setelah air menguap maka embun akan
menempel pada penutup kaca. Pada penelitian ini pendingin kaca
menggunakan jenis spray. Pada percobaan sebelumnya diperoleh efisiensi
sebesar 46,35 % dengan hasil air destilasi 2,39 L/m2.hari (Dwi, 2011).
Efisiensi yang diperoleh tidak maksimal, karena pendinginan spray tidak
dapat menurunkan temperatur kaca secara baik dan merata.
Unjuk kerja dari alat destilasi energi surya dapat diukur dari efisiensi
yang dihasilkan. Banyak faktor yang mempengaruhi efisiensi dari alat
destilasi air energi surya diantaranya yaitu keefektifan absorber dalam
menyerap panas, keefektifan kaca dalam mengembunkan uap air, jumlah
massa air di alat destilasi, 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. Penutup kaca tidak boleh terlalu panas, karena jika
temperatur kaca terlalu tinggi maka uap air akan sulit untuk mengembun di
dinding kaca maka pada penelitian ini penutup kaca akan menggunakan spray
untuk mendinginkan penutup kaca. Air yang masuk kedalam destilator
diusahakan memiliki temperatur yang tinggi untuk mempercepat proses
penguapan. Semakin cepat proses penguapan maka air hasil destilasi akan
semakin banyak dan efisiensi dari alat destilasi energi surya juga akan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ϯ

meningkat maka pada penelitian ini akan digunakan alat penukar kalor (APK)
yang dimanfaatkan untuk menaikkan temperatur air sebelum masuk ke dalam
absorber kain.
Permasalahan dari alat destilasi air energi surya jenis absorber kain saat
ini yaitu rendahnya efisiensi yang dihasilkan. Penelitian ini akan meneliti
pengaruh debit pendinginan kaca, dan penggunaan alat penukar kalor (APK).
APK akan menggunakan jenis aliran searah. Pada APK jenis ini diharapkan
bahwa temperatur air buangan spray akan membuang kalor ke air masukan
absorber sehingga air yang masuk ke absorber akan memiliki temperatur yang
lebih tinggi.

1.2 Identifikasi Masalah
Pada latar belakang telah dijelaskan bahwa unjuk kerja alat destilasi
dipengaruhi oleh dua faktor yaitu penguapan dan pengembunan. Dapat
disimpulkan bahwa semakin besar penguapan dan pengembunan maka akan
menghasilkan air destilasi yang lebih banyak. Agar penguapan dan
pengembunan semakin membesar, digunakan pendingin kaca dan APK.
Pendingin kaca digunakan untuk menurunkan temperatur kaca agar
pengembunan lebih cepat, dan APK digunakan untuk menaikkan temperatur
air yang akan masuk ke absorber agar penguapan lebih cepat.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ϰ

1.3 Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada penelitian ini akan meneliti efek dari debit
aliran pendingin kaca pada unjuk kerja dan temperatur air masukan dengan
memanfaatkan energi panas air pendingin kaca menggunakan APK.

1.4 Batasan Masalah
Batasan masalah dari penelitian ini adalah:
1. Luasan destilator sebesar 0,49 m2 .
2. Nilai emisifitas (ԏα) dari alat sebesar 0,81.
3. Pengujian dilakukan selama 2 jam untuk setiap variasi.
4. Laju aliran air dianggap konstan.
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. Energi panas dari lampu pada setiap pengujian sama.

1.5 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut
1. Untuk menganalisis efek pendinginan kaca terhadap unjuk kerja
dengan fluida pendingin air,
2. Untuk menganalisis efek dari penggunaan APK.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ϱ

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 berurutan, 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 sehari-hari, 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.

ϲ

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ϳ

(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 spray, nantinya akan dimanfaatkan untuk
membantu menaikkan temperatur air masukan ke absorber yang berwarna
biru.
Efektivitas dari APK yaitu perbandingan perpindahan panas aktual
dengan panas maksimum yang dapat dipindahkan. Secara matematis
dituliskan sebagai berikut (Pane, 2014):

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ϴ

Ɛ

=

=

= ! × # $%&
(

=

(

=

'

'

.(

.(

)

.
.

)

.(

=

.(

)

.

.
.

.

)

= !' × #

= !' × #' → %*%+,-%
= ! × # → %*%+,-%

(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.℃). Th.in adalah temperatur air panas masuk
APK (℃). Th.out adalah temperatur air panas keluar APK (℃). Tc.in adalah
temperatur air dingin masuk APK (℃). Tc.out adalah temperatur air dingin
keluar APK (℃).

Gambar 2.2 Skema Energi Panas Dalam Alat Distilasi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ϵ

Distilasi dengan energi surya memiliki beberapa faktor yang sangat
mempengaruhi diantaranya yaitu radiasi, penguapan dan pengembunan.
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 seperti ditunjukkan di Gambar 2.2. 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 sorototan 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
absorber dan kaca penutup secara konveksi mengakibatkan udara di antara
air di absorber dan kaca penutup menjadi panas. Panasnya udara di 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

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ϭϬ

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.

Pipa spray

Aliran air
pendingin

Gambar 2.3 Aliran pendingin spray

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ϭϭ

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).
0=

14

1 '23
5

5

1 67

8 100%

(5)

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).
Proses penguapan dari absorber menuju kaca dapat dicari dengan
persamaan Darcy Weishbach:
! 8 ℎ=> = ?

@

= 16.27810 D 8 ?

E(F

G H

8G

H

I

I

8 1000 JL!K

(6)

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:

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ϭϮ

?

E(F

O

= 8.84810 8 PQR +

H

KTU.V1WXY

H

\
Y

8RZ[ 8 QR JL!K

(7)

dengan ΔT (delta T) adalah perbedaan temperatur absorber dengan
kaca (°C).
Laju perpindahan panas secara radiasi (qrad) dapat dihitung
berdasar persamaan :
?]

6

= 5,67 8 10

WW

8 0,9 8 (RZ O − R# O ) 8 1000 JL!K

(8)

Laju perpindahan panas total (qtotal) merupakan penjumlahan dari
qkonveksi, qradiasi dan quap dari air ke kaca (W/m2):
?7E7

b

=?

@

+?

E(F

+ ?]

6

JL
!K

(9)

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


E(F

O

= 8.84810 8 PRZ − R# +

H

KTU.V1WXY

H

8RZ[

\
Y

JL
!K °

(10)

2.2 Penelitian Terdahulu
Penelitian 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 (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
(Ge, 2018).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ϭϯ

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 48,50 oC dan 55,25 oC. Dihasilkan 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).
Penelitian ini ingin mengetahui efek pendinginan kaca dan alat
penukar kalor terhadap unjuk kerja alat distilasi air energi surya. Penelitian
tersebut bertujuan untuk menganalisis efek dari aliran pendinginan kaca,
debit aliran pendingin kaca dan penggunaan alat penukar kalor (APK)
terhadap unjuk kerja alat disti1lasi air energi surya jenis absorber kain.
Dihasilkan 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
dihasilkan air destilasi yang lebih banyak. Air pendingin kaca digunakan
untuk menurunkan temperatur kaca agar pengembunan lebih cepat. APK

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ϭϰ

digunakan untuk menaikkan temperatur air di absorber agar penguapan lebih
cepat. Pada kondisi penguapan dan pengembunan yang lebih cepat maka
akan dihasilkan air destilasi yang lebih banyak dan diharapkan efisiensi alat
destilasi 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 W 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

ϭϱ

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ϭϲ

3.2 Skema dan Spesifikasi Alat

1
2
3
5

7

6

4

Gambar 3. 2 Alat distilasi absorber kain
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

ϭϳ

Gambar 3. 3 Skema alat distilasi absorber kain

Gambar 3.3 menunjukkan skema alat distilasi dimana (1) merupakan
bak penampung air kotor, (2) merupakan katup pengukur debit yang
mengalir, (3) merupakan alat penukar kalor, (4) merupakan absorber kain,
(5) merupakan bak penampung air hasil distilasi, (6) merupakan bak
penampun air sisa distilasi, (7) merupakan bak penampung air sisa dari alat
penukar kalor, (8) merupakan penampung air spray, (9) merupakan alat
spray, (10) merupakan aliran masuk ke absorber kain
Penelitian ini menggunakan alat distilasi air jenis absorber kain yang
terbuat dari kayu 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.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ϭϴ

Saluran hasil air distilasi

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 debit air mengisi absorber kain 0,6
liter/jam dan pada debit aliran air pendinginan kaca 5 liter/jam
menggunakan APK.
2. Variasi 2 adalah variasi dengan debit air mengisi absorber kain 0,6
liter/jam dan pada debit aliran air pendinginan kaca 8 liter/jam
menggunakan APK.
3. Variasi 3 adalah variasi dengan debit air mengisi absorber kain 0,6
liter/jam dan pada debit aliran air pendinginan kaca 10 liter/jam
menggunakan APK.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ϭϵ

4. Variasi 4 adalah variasi dengan debit air mengisi absorber kain 1
liter/jam dan pada debit aliran air pendinginan kaca 10 liter/jam
menggunakan APK.
5. Variasi 5 adalah variasi dengan debit air mengisi absorber kain 1,3
liter/jam dan pada debit aliran air pendinginan kaca 10 liter/jam
menggunakan APK.
Parameter yang diukur
Parameter yang diukur saat melakukan penelitian pada alat destilasi air
energi surya jenis absorber kain :
1. TW (°C) : Temperatur air di absorber (temperatur absorber).
2. TC (°C) : Temperatur kaca.
3. T1 (°C) : Temperatur keluar kain.
4. T2 (°C) : Temperatur masuk kain / keluar dari APK (dingin).
5. T3 (°C) : Temperatur keluar dari APK (panas).
6. T4 (°C) : Temperatur masuk ke APK (dingin).
7. T5 (°C) : Temperatur keluar spray / Masuk ke APK (panas)
8. T6 (°C) : Temperatur masuk spray
9. Ta (°C) : Temperatur udara sekitar.
10. GT

: Energi panas lampu (W/m2)

11. md

: Kenaikan hasil air destilasi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ϮϬ

3.4 Alat ukur yang digunakan
Adapun alat ukur yang digunakan pada penelitian ini adalah :
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 Temperatur 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.
5. Gelas ukur digunakan untuk menghitung hasil air destilasi yang
dihasilkan
6. Stopwatch digunakan untuk menentukan laju aliran yang digunakan
pada setiap variasi per menitnya.

3.5 Langkah Penelitian
Langkah-langkah yang dilakukan pada penelitian ini adalah :
a. Menyiapkan alat destilasi kain, air, sensor, serta lampu.
b. Menyiapkan tempat penampungan air hasil destilasi dan juga tempat
penampuang air buangan dari APK yang tidak terpakai.
c. Menyiapkan sensor untuk mengukur temperatur pada alat destilasi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Ϯϭ

d. Mengatur debit aliran Variasi 1 yaitu pada bak sebesar 0,6 liter/jam dan
pada spray sebesar 5 liter/jam
e. Lampu dihidupkan dan data mulai tercatat selama 2 jam. Pengambilan
data akan secara otomatis setiap 10 detik dan tercatat menggunakan solar
meter.
f. Mengulang langkah (d dan e ) dengan variasi 2 yaitu pada bak sebesar
0,6 liter/jam dan pada spray sebesar 8 liter/jam
g. Mengulang langkah (d dan e ) dengan variasi 3 yaitu pada bak sebesar
0,6 liter/jam dan pada spray sebesar 10 liter/jam
h. Mengulang langkah (d dan e ) dengan variasi 4 yaitu pada bak sebesar 1
liter/jam dan pada spray sebesar 10 liter/jam
i. Mengulang langkah (d dan e ) dengan variasi 5 yaitu pada bak sebesar
1,3 liter/jam dan pada spray sebesar 10 liter/jam

3.6 Langkah dan analis data
Analisi data dilakukan dengan 2 langkah, yaitu :
1. Menganalisis efek laju aliran pendingin pada unjuk kerja, dengan debit
air pendingin sebanyak 5 liter/jam, 8 liter/jam, dan 10 liter/jam.
2. Menganalisis efek temperatur air masukan dengan memanfaatkan energi
panas air spray menggunakan APK dengan debit air sebanyak 0,6
liter/jam, 1 liter/jam, dan 1,3 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 Data Penelitian Pada Variasi 1
Menit

Absorber
Tw (°C)

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

46,9
58,3
62,9
65,8
67,9
69,5
70,2
71,0
71,5
72,5
72,8
73,2

Kaca
Tc
(°C)
44,5
55,1
58,2
60,4
62,0
62,9
63,8
64,2
64,8
65,1
65,5
66,0

Temperatur
Kain
APK
keluar masuk keluar masuk
T1
T2
T3
T4
(°C)
(°C)
(°C)
(°C)
31,3
29,9
28,7
30,6
34,7
31,8
31,6
32,5
35,9
33,3
33,7
33,8
37,3
34,6
35,0
34,0
39,5
35,5
35,7
34,4
40,5
36,3
36,3
34,6
40,2
36,8
36,7
34,5
39,9
37,2
36,8
34,7
38,7
37,5
37,0
34,7
38,3
37,7
37,2
34,9
37,5
38,0
37,3
35,0
36,3
38,1
37,5
35,1

ϮϮ

Spray
keluar masuk
T5
T6
(°C)
(°C)
33,8
27,7
38,9
27,8
41,7
27,8
43,4
28,0
45,1
28,0
46,1
28,2
46,5
28,3
47,1
28,3
47,6
28,5
47,9
28,5
48,2
28,7
48,6
28,8

sekitar
Ta (°C)
28,1
30,0
28,8
28,9
29,0
28,8
28,9
29,0
29,0
30,1
30,2
28,9

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Ϯϯ

Tabel 4. 2 Data Penelitian Pada Variasi 2
Temperatur
Menit

Absorber

Kaca

Kain

APK

Spray

sekitar

keluar
T1
(°C)
31,0

masuk
T2
(°C)
29,7

keluar
T3
(°C)
29,4

masuk
T4
(°C)
30,4

keluar
T5
(°C)
32,8

masuk
T6
(°C)
29,0

Ta (°C)
28,4

10

44,0

Tc
(°C)
34,6

20

55,5

39,1

33,3

31,6

32,7

32,3

37,0

29,0

28,4

30

60,3

42,6

35,3

33,5

34,2

33,6

39,2

29,0

28,7

40

63,5

45,0

39,0

34,6

35,1

33,9

41,0

29,0

28,7

50

65,8

45,5

40,5

35,5

35,5

34,0

42,3

29,1

28,7

60

67,8

46,7

42,2

36,1

35,8

34,6

43,9

29,3

28,6

70

68,8

48,6

42,7

36,6

36,5

34,9

45,3

29,3

28,7

80

69,9

53,3

42,0

37,1

37,2

35,3

46,3

29,3

28,6

90

70,8

53,6

41,6

37,6

37,8

35,5

47,0

29,3

28,5

100

70,7

51,1

40,7

38,0

38,3

35,5

46,4

29,5

28,1

110

70,7

51,1

39,1

38,1

38,1

35,4

46,4

29,5

28,0

120

70,9

51,7

37,5

38,3

38,3

35,5

46,7

29,5

27,9

Tw (°C)

Tabel 4. 3 Data Penelitian Pada Variasi 3
Temperatur
Menit

Absorber

Kaca

10

Tw (°C)
45,0

20

Kain

APK

Spray

sekitar

Tc
(°C)
43,4

keluar
T1
(°C)
31,8

masuk
T2
(°C)
28,8

keluar
T3
(°C)
28,6

masuk
T4
(°C)
29,6

keluar
T5
(°C)
31,2

masuk
T6
(°C)
27,8

56,1

54,6

36,2

31,0

31,0

32,1

34,4

27,8

27,1

30

61,0

58,5

39,2

32,7

32,6

33,1

36,3

27,8

27,0

40

63,8

60,8

41,1

33,9

33,4

33,6

37,4

27,8

27,0

50

66,1

62,6

42,9

34,5

33,9

33,7

38,5

28,0

27,0

60

67,8

63,9

43,6

35,1

34,6

34,0

39,7

28,0

27,9

70

68,6

63,9

44,6

35,7

35,1

34,0

40,3

28,0

28,0

80

69,1

64,9

44,9

36,1

35,4

34,2

40,8

28,2

28,0

90

69,9

65,3

45,5

36,3

35,7

34,2

41,5

28,3

28,0

100

70,4

65,6

45,9

36,7

36,1

34,4

42,1

28,3

28,0

110

71,0

65,7

46,0

37,1

36,5

34,6

42,4

28,4

28,0

120

71,4

65,9

46,0

37,4

36,8

34,5

43,0

28,5

28,0

Ta
(°C)
27,0

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Ϯϰ

Tabel 4. 4 Hasil Penelitian Variasi 4
Temperatur
Menit

Absorber

Kaca

10

Tw (°C)
41,7

20

Kain

APK

Spray

sekitar

Tc
(°C)
36,7

keluar
T1
(°C)
32,2

masuk
T2
(°C)
29,6

keluar
T3
(°C)
29,3

masuk
T4
(°C)
30,4

keluar
T5
(°C)
31,5

masuk
T6
(°C)
28,3

54,4

47,6

38,5

32,3

32,3

32,3

35,5

28,5

28,9

30

59,7

52,2

41,3

34,3

33,8

33,1

37,8

28,7

28,9

40

62,8

54,6

42,6

35,3

34,8

33,3

39,2

28,8

30,1

50

64,8

56,0

43,6

36,1

35,5

33,7

40,2

28,8

29,0

60

66,2

56,9

44,6

36,6

35,9

34,0

41,2

28,8

30,1

70

67,2

59,9

44,8

36,8

36,3

34,1

41,9

29,0

28,9

80

68,0

61,9

45,5

37,1

36,6

34,3

42,5

29,0

29,0

90

68,5

62,5

45,4

37,4

36,8

34,5

42,7

29,0

28,9

100

69,0

63,3

46,1

37,5

37,0

34,5

43,3

29,1

29,0

110

69,4

64,0

46,3

37,7

37,3

34,9

43,4

29,3

28,9

120

69,9

64,4

46,2

37,8

37,3

35,0

43,8

29,3

28,9

Ta
(°C)
29,8

Tabel 4. 5 Hasil Penelitian Variasi 5
Temperatur
Menit

Absorber

Kaca

10

Tw (°C)
41,6

20

Kain

APK

Spray

sekitar

Tc
(°C)
33,3

keluar
T1
(°C)
31,7

masuk
T2
(°C)
28,9

keluar
T3
(°C)
29,1

masuk
T4
(°C)
29,9

keluar
T5
(°C)
30,9

masuk
T6
(°C)
27,5

53,5

37,6

37,4

31,7

31,8

32,0

34,5

27,6

28,1

30

58,1

41,7

39,7

33,5

33,2

32,5

36,4

27,8

29,5

40

60,7

44,2

40,4

34,7

34,1

32,7

37,9

28,0

28,4

50

62,0

45,1

40,6

35,4

34,6

32,9

38,6

28,2

28,7

60

63,0

46,0

41,3

36,1

35,1

33,3

39,5

28,3

28,7

70

63,6

46,5

41,7

36,4

35,4

33,5

40,1

28,3

28,8

80

63,6

46,7

41,2

36,6

35,5

33,1

40,2

28,5

28,8

90

63,9

46,8

41,4

36,9

35,6

33,2

40,5

28,5

28,7

100

64,6

46,8

42,2

36,9

36,0

33,4

41,1

28,5

28,8

110

65,1

47,2

41,7

37,1

36,2

33,6

41,2

28,7

33,6

120

65,9

45,7

41,8

37,2

36,3

33,7

41,5

28,8

28,9

Ta
(°C)
28,0

4.2. Hasil Perhitungan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Hasil perhitungan qkonv, quap, qrad, qtotal, hkonv, m dan energi konveksi pada variasi 1 sampai 5 menggunakan Persamaan
(1), (2), (3), (4), (5) dan (6) dapat dilihat pada Tabel 4.6 sampai 4.10.
Tabel 4. 6 Hasil perhitungan variasi 1

Menit
ke

T.
Absorber
Tw (°C)

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

46,9
58,3
62,9
65,8
67,9
69,5
70,2
71,0
71,5
72,5
72,8
73,2

T.
Kaca
Tc
(°C)
44,5
55,1
58,2
60,4
62,0
62,9
63,8
64,2
64,8
65,1
65,5
66,0

Δ T

qkonv

quap

(°C)

W/m2

W/m2

W/m2

2,4
2,8
3,4
3,9
4,3
4,7
4,9
5,2
5,3
5,5
5,7
5,8

0,0
0,8
4,3
5,7
6,7
7,5
9,1
9,5
10,1
10,6
11,3
11,3

0,0
11,1
68,9
95,0
116,6
136,5
172,9
184,2
198,4
212,8
230,4
231,4

15,6
19,7
24,9
29,2
32,7
35,9
38,1
40,2
41,7
43,6
45,1
46,2

G

md

η
rata-rata
tiap 10
menit

W/m2 W/m2.°C

W/m2

kg/m2.10menit

%

15,6
31,6
98,2
129,9
156,0
180,0
220,1
233,9
250,2
267,0
286,7
288,9

309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7

0,0000
0,006
0,047
0,044
0,052
0,061
0,101
0,068
0,080
0,088
0,105
0,063

0%
4%
22%
31%
38%
44%
56%
59%
64%
69%
74%
75%

qradiasi qtotal

hkonv

0,0
0,2
1,0
1,2
1,3
1,4
1,6
1,6
1,7
1,7
1,8
1,8

Δ Tx
hkonv

0,0
0,8
4,3
5,7
6,7
7,5
9,1
9,5
10,1
10,6
11,3
11,3

Ϯϱ

Tabel 4. 7 Hasil perhitungan variasi 2
T.
Absorber
Tw (°C)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120

44,0
55,5
60,3
63,5
65,8
67,8
68,8
69,9
70,8
70,7
70,7
70,9

T.
Kaca
Tc
(°C)
34,6
39,1
42,6
45,0
45,5
46,7
48,6
53,3
53,6
51,1
51,1
51,7

Δ T

qkonv

quap

(°C)

W/m2

W/m2

W/m2

9,4
12,9
14,5
15,5
16,4
17,2
17,6
17,5
17,4
17,7
17,8
18,0

0,0
0,0
0,0
3,1
5,3
6,9
9,4
10,5
12,2
13,3
13,9
14,6

0,0
0,0
0,0
38,9
68,7
93,0
132,6
155,8
187,6
207,2
218,7
231,6

58,5
84,1
97,2
105,9
114,1
121,0
125,2
125,3
126,0
128,3
130,2
131,6

qradiasi qtotal

hkonv

G

md

W/m2 W/m2.°C

W/m2

kg/m2.10 menit

%

58,5
84,1
97,2
147,9
188,2
220,9
267,1
291,6
325,8
348,8
362,8
377,7

309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7

0,000
0,000
0,000
0,040
0,048
0,055
0,095
0,082
0,114
0,099
0,086
0,096

0%
0%
0%
13%
22%
30%
43%
50%
61%
67%
71%
75%

0,0
0,0
0,0
0,2
0,3
0,3
0,5
0,6
0,7
0,7
0,7
0,8

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Menit
ke

η
rata-rata
tiap 10 Δ T x
menit hkonv

0,0
0,0
0,0
3,1
5,3
6,9
9,4
10,5
12,2
13,3
13,9
14,6

Ϯϲ

Tabel 4. 8 Hasil perhitungan variasi 3

Tw (°C)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120

45,0
56,1
61,0
63,8
66,1
67,8
68,6
69,1
69,9
70,4
71,0
71,4

T.
Kaca
Tc
(°C)
43,4
54,6
58,5
60,8
62,6
63,9
63,9
64,9
65,3
65,6
65,7
65,9

Δ T

qkonv

quap

(°C)

W/m2

W/m2

W/m2

1,7
1,6
1,9
2,2
2,4
2,7
3,0
3,1
3,3
3,4
3,6
3,8

0,0
1,0
4,7
5,8
6,9
8,5
10,1
10,3
10,9
12,2
12,3
12,2

0,0
13,3
71,2
93,7
116,8
152,6
187,8
193,8
209,2
238,6
243,7
245,0

10,8
10,8
13,5
15,9
18,3
20,4
22,8
24,1
25,6
26,9
28,4
29,7

qradiasi qtotal

hkonv

η
rata-rata
tiap 10 Δ T x
menit hkonv

G

md

W/m2 W/m2.°C

W/m2

kg/m2.10 menit

%

10,8
25,1
89,4
115,4
141,9
181,5
220,8
228,2
245,7
277,6
284,4
287,0

309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7

0,000
0,007
0,048
0,041
0,054
0,085
0,102
0,060
0,086
0,129
0,076
0,067

0%
4%
23%
30%
38%
49%
61%
63%
68%
77%
79%
79%

0,0
0,7
2,0
2,3
2,5
2,8
3,0
3,0
3,0
3,2
3,1
3,1

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Menit
ke

T.
Absorber

0,0
1,0
4,7
5,8
6,9
8,5
10,1
10,3
10,9
12,2
12,3
12,2

Ϯϳ

Tabel 4. 9 Hasil perhitungan variasi 4

Tw (°C)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120

41,7
54,4
59,7
62,8
64,8
66,2
67,2
68,0
68,5
69,0
69,4
69,9

T.
Kaca
Tc
(°C)
36,7
47,6
52,2
54,6
56,0
56,9
59,9
61,9
62,5
63,3
64,0
64,4

Δ T

qkonv

quap

(°C)

W/m2

W/m2

W/m2

5,1
5,9
6,4
6,9
7,3
7,6
7,6
7,4
7,2
7,1
6,9
6,8

0,0
8,6
9,1
8,2
9,6
10,7
12,0
12,4
12,7
13,9
14,1
13,9

0,2
91,2
106,3
99,6
128,5
153,2
183,4
196,1
207,0
237,0
245,7
245,6

31,6
39,3
44,3
48,6
52,2
55,3
55,5
54,5
53,8
52,9
52,1
51,5

qradiasi qtotal

hkonv

Ș
rata-rata
tiap 10 Δ T x
menit hkonv

G

md

W/m2 W/m2.°C

W/m2

kg/m2.10 menit

%

31,8
139,1
159,8
156,3
190,3
219,2
251,0
263,0
273,4
303,9
312,0
311,0

309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7
309,7

0,000
0,046
0,035
0,020
0,062
0,071
0,093
0,073
0,075
0,130
0,086
0,063

0%
29%
34%
32%
41%
49%
59%
63%
67%
77%
79%
79%

0,0
1,3
1,3
1,1
1,3
1,3
1,5
1,7
1,7
2,0
2,1
2,1

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Menit
ke

T.
Absorber

0,0
8,6
9,1
8,2
9,6
10,7
12,0
12,4
12,7
13,9
14,1
13,9

Ϯϴ

Tabel 4. 10 Hasil perhitungan variasi 5

Tw (°C)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120

41,6
53,5
58,1
60,7
62,0
63,0
63,6
63,6
63,9
64,6
65,1
65,9

T.
Kaca
Tc
(°C)
33,3
37,6
41,7
44,2
45,1
46,0
46,5
46,7
46,8
46,8
47,2
45,7

Δ T

qkonv

quap

(°C)

W/m2

W/m2

W/m2

8,3
12,1
13,5
14,3
14,8
15,2
15,4
15,6
15,8
16,0
16,2
16,5

0,0
3,4
8,1
7,6
9,6
11,8
14,1
14,6
15,2
16,7
17,5
17,4

0,0
27,8
78,8
76,6
103,9
135,3
167,0
175,4
185,1
207,0
219,8
219,8

50,7
77,8
89,6
96,3
101,2
104,7
107,3
109,2
110,8
1