No. 12/ATW/September/2014
ISSN 1693-6329
ANALISA PENGARUH VOLUME PRESSURE TANK POMPA AIR TERHADAP PEMAKAIAN ARUS LISTRIK Oleh : Tri Rahayu Kuwat Lestari, 2)Heri Kustanto 1) Progdi Teknik Elektro Akademi Teknologi Warga Surakarta 1)
ABSTRACT One of the problems that often occur in community during users the installation of water pumps has is after it has completed, it expected and the use of large electric current so it causes high electricity cost, if these problems are not immediately solve it will lead to waste of electricity. Experimental design used linear regression method, it was enough to see how the effect or differences in these experiments, because that is seen only one bound factor that is current and only one tree factor that is pressure tank volume with three levels. The experimental results with linear regression method showed that the optimal conditions achieved in the pressure tank volume with a size of 2 liters means for minimizing the use of electric currents required the size of a 2-liter pressure tank, the results of the comparison between the conditions in general usage with optimal conditions indicate that the value of the electric current ( Ampere) capable to lowering 8.549% (down 0.218 ampere) Key Word : water pumps, water capacity, electric current
I.
PENDAHULUAN
Masyarakat pada umumnya disadari maupun tidak disadari mereka akan selalu berhubungan dengan fluida baik fluida padat fluida cair maupun fluida gas, untuk fluida cair ini sering dijumpai contohnya air. Air perlu adanya perlakuan khusus pada saat proses pemindahan maupun untuk mendapatkan fluida cair ini, salah satu cara untuk memindahkan air ini adalah dengan menggunakan pompa air. Pompa adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan fluida cair dari suatu tempat ketempat lain dengan cara memberikan perbedaan tekanan. Menurut Andrea (2010), pompa sentrifugal diperkenalkan oleh Denis Papin tahun 1689 di Eropa dan dikembangkan di Amerika Serikat pada awal tahun 1800-an. Sistim pemompaan bertanggung jawab terhadap hampir 20% kebutuhan energi listrik dunia dan penggunaan energi dalam operasi pabrik industri tertentu berkisar 25-50% (US DOE, 2004). Pompa memiliki dua kegunaan utama yaitu memindahkan cairan dari satu tempat ketempat lainnya (misalnya air dari bawah tanah ke tangki penyimpanan air), mensirkulasikan cairan sekitar sistim (misalnya air pendingin atau pelumas yang melewati mesin-mesin dan peralatan). Banyak masyarakat yang kecewa atau mengeluh setelah membeli pompa merk tertentu dan mempunyai spesifikasi tertentu, setelah instalasi pompa air terpasang dan betul–betul rapat dalam pemipaan, lalu rumah pompa air diisi air, motor listrik pada pompa air dihidupkan dan ditunggu beberapa menit akhinya pompa air tidak mau menaikkan air yang berada didalam sumur tersebut, akhirnya pompa air tersebut terpaksa dimasukan kedalam sumur sedalam 1 meter dan air baru dapat diangkat tapi debit air kecil sekali dan pada saat membanyar tagihan rekening listrik mahal. Pada penelitian ini mencari seberapa besar pengaruh Volume pressure tank, terhadap Arus listrik pompa air. Hal ini diharapkan masyarakat pemakai pompa air sumur dangkal dapat memilih peralatan instalasi pompa air yang tepat sehingga tidak kecewa lagi saat proses pemasangan instalasi pompa air dan dapat menekan biaya penggunaan listrik pada saat pembayaran rekening listrik. II. BAHAN DAN METODE PENELITIAN A. Bahan dan Alat
Dalam penelitian ini bahan dan peralatan yang digunakan antara lain : a. Pompa air sumur dangkal : digunakan untuk memindahkan fluida dari reservoir (bak penampung) ke pompa air dan kembali lagi ke bak penampung. b. Pipa pralon PVC : yang digunakan ukuran diameter 1 inci yang digunakan untuk mengalirkan (aliran) air dari bak penampung kembali lagi ke bak penampung.
JURNAL TEKNIKA ATW -26
No. 12/ATW/September/2014
ISSN 1693-6329
c. Katup dasar (tungsten klep) : digunakan untuk menahan air dari atas (pompa air) supaya air tidak kembali lagi ke bak penampung pada saat pompa air tidak bekerja. d. Shok drat : digunakan untuk menghubungkan dan menyambung pipa pralon dengan pompa air. e. Shok I : digunakan untuk menyambung antar pipa pralon satu dengan pipa pralon yang lainnya. f. Shok L : digunakan untuk menyambung antar pipa pralon satu dengan pipa pralon yang lainnya. g. Filter air : digunakan untuk menyaring air dari kotoran pada air supaya air yang masuk kedalam pompa selalu bersih. h. Bak penampung air (reservoir) : digunakan untuk menampung air yang digunakan pada saat proses pengambilan data. i. Pressure tank ( tangki tekanan) : digunakan untuk menstabilkan tekanan pada skaklar otomatis (pressure switch). j. Tang Amper : digunakan untuk mengukur arus listrik yang lewat (arus listrik yang digunakan) pada pompa air pada saat pengambilan data. k. Stop watch : digunakan untuk mengukur waktu pada saat proses pengambilan data. l. Roll Meter (meteran) : digunakan untuk mengukur panjang pipa pralon dan tinggi pompa air dari permukaan air pada bak penampung. m. Stavolt : digunakan untuk menstabilkan tegangan listrik (voltase listrik) dari PLN. n. Lem pralon : diginakan untuk merapatkan antara pipa pralon dengan penghubung yang lainnya. o. Gergaji Besi : digunakan untuk memotong pipa pralon. p. Air : selaku fluida cair yang digunakan untuk pengujian pompa air. q. Arus listrik : digunakan untuk memutarkan motor listrik pada pompa air. r. Pressure Switch (skaklar otomatis) : digunakan untuk mematikan dan menghidupkan pompa air. B. Metode Penelitian:
Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium fluida Program Studi Teknik Mesin Akademi Teknologi Warga Surakarta, Dalam penelitian ini, terdapat beberapa tahapan yang dimulai dengan pembuatan instalasi pompa air sesuai dengan urutan eksperimen yang sesuai dengan parameter yang ada, pengujian arus listrik dalam amper dengan alat ukur tang meter. Berikut ini adalah pembuatan instalasi pompa air seperti ditunjukan pada gambar 1. Di dalam penelitian ini kami menggunakan variable terikat adalah arus listrik sedangakan variable bebasnya adalah Volume pressure tank dengan 4 (empat) level yaitu volume dengan ukuran : 0 liter, 1 liter, 2 liter dan 3 liter. Pengambilan data secara langsung dengan menggunakan amper tank, data dicatat dimasukan dalam table selanjutnya data di analisa dan dibahas, hasil disimpulkan, dengan menggunakan alur penelitian seperti di bawah ini:
JURNAL TEKNIKA ATW -27
No. 12/ATW/September/2014
ISSN 1693-6329 Pressure Tank Pressure Switch Flow-meter
Pompa PLN
Pipa hisap Pipa buang
Stavolt Katup dasar Filter
Gambar 1. Instalasi Pompa Air Mulai
Instalasi Alat dan Uji coba Alat
Kalibrasi alat uji
Tidak Siap melakukan Pengujian ?
Ya
Pengambilan Data
Analisa Data
Kesimpulan
Selesai
Gambar 2 . Alur Penelitian
Cara pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Pompa air sumur dangkal diletakkan pada ketinggian 7 meter diatas permukaan tanah, Bak penampung air diletakkan di permukaan tanah sehingga jarak antara pompa air dengan bak penampung air 7 meter. Instalasi pompa air dipasang , ambil pralon dengan ukuran 1 inci, pasang dulu filter air dan katup dasarnya dipasang pada ujung pipa yang paling bawah supaya instalasi pipa pompa air tersebut benar-benar rapat perlu dilem dengan lem pralon. Ambil stavolt dipasang pada instalasi kelistrikan supaya voltase yang ada pada jaringan PLN selalu stabil sehingga tidak mengganggu pada saat pengambilan data, pasang pressure tank pada pompa air.
JURNAL TEKNIKA ATW -28
No. 12/ATW/September/2014
ISSN 1693-6329
2. Instalasi pompa air pada kondisi pemakaian pada umumnya yaitu dengan menggunakan ukuran volume pressure tank sebesar 1 liter, dicatat arus listrik yang digunakan dengan amper tang. 3. Pasang instalasi pompa air dengan menggunakan ukuran pressure tank sesuai dengan level pada variabel bebas yaitu 0 liter, 1 liter, 2 liter dan 3 liter, dicatat arus listrik yang digunakan dengan amper tang. 4. Pengambilan Data. 5. Analisa Data. 6. Ambil Kesimpulan. III. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil
Data yang diambil adalah pada saat volume pressure tank berukuran 0 liter, 1 liter, 2 liter dan 3 liter, sebelumnya diukur dulu arus listrik yang digunakan pompa air pada saat pemakain umun yang digunakan sebanyak 5 kali pengujian, setelah itu baru pengambilan data sesuai level yg telah ditentukan. Data hasil pengujian nilai arus listrik pompa air dari pemakaian umum (kondisi awal) dengan volume pressure tank berukuran 1 liter ditunjukkan pada tabel 1. Tabel. 1. Pengujian pada pemakaian umum
Pengujian 1 2 3 4 5 Rata-rata
Arus listrik (amper) 1,40 1,38 1,37 1,37 1,40 1,384
Besarnya nilai arus listrik pada pompa air sumur dangkal pada pengujiaan ini, yang dihasilkan dari eksperimen dengan menvariasikan Volume Pressure Tank dengan 4 (empat) level dengan menggunakan Tang-Amper dapat ditunjukkan pada tabel 2 dibawah ini: Tabel 2. Data Hasil uji Arus Listrik (Amper).
Eksperimen 1 2 3 4 5 Rerata
Level 1 1,45 1,42 1,42 1,43 1,42 1,428
Level 2 1,40 1,38 1,37 1,37 1,40 1,384
Level 3 1,12 1,21 1,17 1,18 1,15 1,166
Level 4 1,21 1,24 1,22 1,19 1,16 1,204
Tabel 3. Perbandingan rata-rata hasil pengujian pada kondisi optimal dan pemakaian umum:
Pengujian Kondisi optimal
Arus listrik (amper) 1,166
Pemakaian umum
1,384
B. Analisa Data
Untuk menggambarkan hubungan antara eksperimen dengan nilai arus listrik (amper) pada pompa air dapat ditunjukkan pada gambar grafik dibawah ini :
JURNAL TEKNIKA ATW -29
No. 12/ATW/September/2014
ISSN 1693-6329
Arus Listrik
Pengujian Level 1 1.5 1.45 1.4 1.35 1.3 1.25 1.2 1.15 1.1 1.05 1 1
2
3
4
5
Eksperimen
Gambar 3. Grafik hubungan antara eksperimen dengan nilai arus listrik pada level 1
Arus Listrik
Pengujian Level 2 1.5 1.45 1.4 1.35 1.3 1.25 1.2 1.15 1.1 1.05 1 1
2
3
4
5
Eksperimen
Gambar 4. Grafik hubungan antara eksperimen dengan nilai arus listrik pada level 2
Arus Listrik
Pengujian Level 3 1.5 1.45 1.4 1.35 1.3 1.25 1.2 1.15 1.1 1.05 1 1
2
3
4
5
Eksperimen Gambar 5. Grafik hubungan antara eksperimen dengan nilai arus listrik pada level 3
JURNAL TEKNIKA ATW -30
No. 12/ATW/September/2014
ISSN 1693-6329
Arus Listrik
Pengujian Level 4 1.5 1.45 1.4 1.35 1.3 1.25 1.2 1.15 1.1 1.05 1 1
2
3
4
5
Eksperimen Gambar 6. Grafik hubungan antara eksperimen dengan nilai arus listrik pada level 4
Dari gambar 6. tersebut menunjukkan, bahwa nilai arus listrik (amper) terendah dicapai pada level ke tiga yg mempunyai rata-rata sebesar 1,166 Ampere. Dengan menganalisa ke empat grafik tersebut dapat diambil kesimpulan dari ke-empat level faktor tersebut yang mempunyai nilai rata-rata yang terendah ada pada level 3 yaitu dengan volume pressure tank sebesar 2 liter. Disini juga bisa ditarik kesimpulan bahwa pressure tank dapat mengurangi penggunaan arus listrik, dengan melihat nilai rata-rata level faktor ke satu yg tanpa pressure tank dibanding dengan nilai ratarata level faktor yg lain bahwa nilai rata-rata tanpa pressure tank paling tinggi. IV. KESIMPULAN
Dengan melihat grafik antara eksperimen dengan arus listrik pada gambar no. 3-6 dapat disimpulkan bahwa rata-rata kuat arus yang paling rendah terdapat pada gambar no.6 Grafik hubungan antara eksperimen dengan nilai arus listrik pada level 3 yaitu sebesar 1,166 amper dan hasil penelitian juga dapat ditarik kesimpulan bahwa Volume Pressure Tank sangat berpengaruh pada arus listrik terutama pada level 3 yaitu pada ukuran volume pressure tank sebesar 2 liter sehingga dapat meminimasikan penggunaan arus listrik. Perbandingan antara kondisi optimal dengan pemakaian umum. Berdasarkan hasil uji rata-rata yang terdapat pada tabel 3, menunjukkan, bahwa nilai amper arus listrik kondisi optimal lebih kecil dibanding dengan pemakaian umum, yaitu 1,384A – 1,166A = 0,218 Amper [turun 8,549 % = {0,218:(1,384+1,166)}x100%]. Dengan melihat perhitungan ini terdapat penurunan pemakaian arus listrik sebesar 8,549 %, hal ini menunjukkan, bahwa kondisi optimal dapat meminimasi nilai arus listrik (amper) dari pemakaian umum dan dengan pasti dapat mengurangi (menekan) biaya beban pemakaian arus listrik (tagihan rekening listrik). V. DAFTAR PUSTAKA
[ 1 ] Olson M Reuben,1993, Dasar – dasar Mekanika Fluida Teknik, Gramedia, Jakarta. [ 2 ] Sularso,Tahara Huruo,1987, Pompa dan Kompresor, Pradya Paramitha, Jakarta. [ 3 ] White M Frank,1994, Mekanika Fluida, Erlangga, Jakarta. [ 4 ] Andrea Ramadan dkk 2010, Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal, Makalah Fisika Dasar, Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Jakarta. [ 5 ] N. Eisenhauer, W. Muth dan Agus Maryono 2003 , Hidrolika Terapan. Pradya Paramita, Jakarta. [ 6 ] Nouven diterjemahkan oleh B. S. Anwir 1994 , Pompa I , Penerbit Bhratara, Jakarta. [ 7 ] US Department of Energy (US DOE) 2004 , Office of Industrial Tecnologies , Variable Speed Pumping - A guide to Successful Aplicatio .Executive Summary. Dilihat 12 April 2011, http: //www.Eere . energy. gov / industry / bestpractice/techpubs_motor.html
JURNAL TEKNIKA ATW -31
