PERUBAHAN EFISIENSI KERJA AIR COOLER DENGAN SPONGE

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PERUBAHAN EFISIENSI KERJA AIR COOLER DENGAN SPONGE

SKRIPSI Untuk memenuhi persyaratan mencapai derajat Sarjana Strata 1 Teknik Mesin

Diajukan oleh: ANASTASIA PUJI ASTUTI NIM: 115214027

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2016


PERUBAHAN EFISIENSI KERJA AIR COOLER DENGAN SPONGE

SKRIPSI Untuk memenuhi persyaratan mencapai derajat Sarjana Strata 1 Teknik Mesin

Diajukan oleh: ANASTASIA PUJI ASTUTI NIM: 115214027

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2016

i


CHANGES WORK EFFICIENCY OF AIR COOLER USING SPONGE

FINAL PROJECT As partial fulfillment of the requirement to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering

by ANASTASIA PUJI ASTUTI Student Number: 115214027

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2016

ii


iii


iv


PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak dapat terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 18 Januari 2016

Anastasia Puji Astuti

v


ABSTRAK

Kondisi cuaca yang semakin panas sangat berpengaruh terhadap kehidupan manusia dan lingkungan, hal ini tentunya akan menimbulkan suatu permasalahan baru dalam bidang teknologi. Teknologi sendiri sangat berperan penting untuk memenuhi kebutuhan manusia dan lingkungan dalam kehidupan sehari - hari. Salah satu teknologi yang dibutuhkan dan berhubungan erat dengan permasalahan tersebut adalah mesin pendingin ruangan yang tentunya bebas dari pencemaran lingkungan yaitu Air Cooler. Air Cooler merupakan sebuah mesin pendingin yang menggunakan prinsip evaporative cooling, yaitu suatu proses pengkondisian udara yang dilakukan dengan membiarkan kontak langsung antara udara dengan uap air. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui besarnya penurunan suhu dan besarnya kenaikan efisiensi Air Cooler dalam berbagai variasi penelitian. Penelitian dilakukan dengan memvariasikan kecepatan udara yang mengalir didalam Air Cooler : (1) kecepatan kipas low (2) kecepatan kipas medium (3) kecepatan kipas high. Beberapa kondisi Air Cooler yang diteliti sebagai berikut: (a) Fluida Air Cooler : air dengan cooling pad standar (b) Fluida Air Cooler : air + es dengan cooling pad standar (c) Fluida Air Cooler : air dengan cooling pad tambahan (d) Fluida Air Cooler : air + es dengan cooling pad tambahan. Penelitian menggunakan mesin pengering dilakukan dengan perlakuan yang sama. Dari penelitian didapatkan: Suhu udara kering keluar (TdBout) terendah dari variasi cooling pad sponge adalah menggunakan cairan pendingin air es dengan kecepatan udara low, dengan TdBout = 22,5oC. Suhu udara basah keluar (TwBout ) terendah dari variasi cooling pad sponge adalah menggunakan balok es dengan kecepatan udara low, medium dan high dengan TwBout = 21oC. Hasil terendah dari udara kering dan udara basah yang dihasilkan diperoleh dari kondisi udara kering masuk (TdBin) sebesar 31,5oC dan kondisi udara basah masuk (TwBin) sebesar 21oC. Suhu udara kering keluar (TdBout) terendah dari variasi cooling pad sponge dan mesin pengering adalah menggunakan balok es dengan kecepatan udara high, dengan TdBout = 32,95oC. Suhu udara basah keluar (TwBout ) terendah dari variasi cooling pad sponge dan mesin pengering adalah 29oC. Hasil terendah dari udara kering dan udara basah yang dihasilkan diperoleh dari kondisi udara kering masuk (TdBin) sebesar 54,03oC dan kondisi udara basah masuk (TwBin) sebesar 29oC. Dari semua penelitian didapatkan efisiensi terbaik yang dihasilkan oleh variasi cooling pad sponge adalah dengan menggunakan balok es yaitu sebesar 97,37% dengan kecepatan low dengan kondisi udara kering masuk (TdBin) sebesar 31,5oC dan kondisi udara basah masuk (TwBin) sebesar 22oC.

Kata kunci: pendingin, evaporative cooler, air cooler

vi


ABSTRACT

Weather condition that is getting hotter very influence human life and environment. It surely will create a new problem in technology field. Technology itself has very important role to meet human needs and the environment in daily life. One of the technologies that is needed and closely linked to those problems is an air conditioner which certainly free from environmental pollution, Air Cooler. Air Cooler is a cooling machine that uses evaporative cooling principle, an air conditioning process done by letting direct contact between air and water vapor. The aim of this study is to know the magnitude of the drop in temperature and the magnitude of the increase in Air Cooler efficiency in a wide variety of research. The study is conducted by varying the speed of air flowing inside the Air Cooler : (1) low fan speed (2) medium fan speed (3) high fan speed. Some Air Cooler conditions studied as follows: (a) Fluid Air Cooler : water with standard cooling pad (b) Fluid air cooler: water + ice with standard cooling pad (c) Fluid air cooler : water with additional cooling pad (d) Fluid air cooler : water + ice with additional cooling pad. The research that use drying machine is done by same treatment. From the research's result: The lowest dry air temperature out (TdBout) of cooling pad sponge variation use ice water cooler liquid with low air speed, with TdBout = 22,5oC. The lowest wet air temperature out (TwBout) of cooling pad sponge variation use ice block with low, medium and high air speed with TwBout = 21 ° C. The lowest result of dry air and wet air produced is obtained from the condition of dry air in (TdBin) of 31,5oC and wet air condition in (TwBin) of 21 ° C. The lowest dry air temperature out (TdBout) of the cooling pad sponge variation and drying machine use ice block with high speed air, with TdBout = 32,95oC. The lowest wet air temperature out (TwBout) of cooling pad sponge variation and drying machine is 29oC. The lowest result of dry air and wet air produced is obtained from the dry air condition in (TdBin) of 54,03oC and wet air condition in (TwBin) of 29oC. From all of the research, it is obtained that the best efficiency produced by cooling pad sponge variation use ice block of 97.37% at low speed with dry air condition in (TdBin) of 31,5oC and wet air conditions in (TwBin) of 22oC.

Keywords: cooler, evaporative cooler, air cooler

vii


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

: Anastasia Puji Astuti

NIM

: 115214027

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma Yogyakarta skripsi saya yang berjudul: Perubahan Efisiensi Kerja Air Cooler dengan Sponge Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma Yogyakarta hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal: 18 Januari 2016 Yang menyatakan,

(Anastasia Puji Astuti)

viii


KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, atas segala Rahmat dan Anugerah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik dan lancar. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik di Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Skripsi ini membahas mengenai kondisi udara keluar Air Cooler dan efisiensi Air Cooler dengan dan tanpa menggunakan sponge. Informasi terkait Air Cooler ini diharapkan dapat digunakan sebagai referensi bagi para peneliti yang ingin ingin melanjutkan penelitian mengenai Air Cooler. Penulis menyadari bahwa penyusunan skrispi ini melibatkan banyak pihak. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1.

Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc., Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2.

Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas

Sanata

Dharma

Yogyakarta,

sekaligus

sebagai

Dosen

Pembimbing Skripsi. 3.

Budi Setyahandana, S.T., M.T. sebagai Dosen Pembimbing Akademik.

4.

Toni Sugiarto dan Suharyati selaku orang tua yang memberikan motivasi dan semangat paling kuat serta membiayai penulis dalam menyelesaikan kuliah dan skripsi ini.

ix


5.

Anatalia Dwi Astuti dan Antonio Tri Baskoro sebagai adik kandung penulis.

6.

Yohanes Ragil Purnomo sebagai teman seperjuangan penulis.

7.

Arnold Ardhika Christi yang selalu memberikan penghiburan penulis.

8.

Teman-teman Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta Angkatan 2011.

9.

Teman-teman kos yang sangat membantu dalam bentuk nasihat dan motivasi serta penghiburan.

10. Seluruh staff pengajar Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah mendidik dan memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis. 11. Serta semua pihak yang telah terlibat dan ikut membantu dalam menyelesaikan skripsi ini yang tidak mungkin disebutkan satu per satu. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan-kekurangan yang perlu diperbaiki dalam skripsi ini, untuk itu penulis mengharapkan masukan dan kritik, serta saran dari berbagai pihak untuk menyempurnakannya. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca. Terima kasih.

Yogyakarta, 18 Januari 2016

Penulis

x


DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL........................................................................................... i TITLE PAGE ...................................................................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. iii HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................ iv HALAMAN PERNYATAAN ............................................................................ v ABSTRAK .......................................................................................................... vi ABSTRACT ........................................................................................................ vii HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ...................................................... viii KATA PENGANTAR ........................................................................................ ix DAFTAR ISI ....................................................................................................... xi DAFTAR TABEL ............................................................................................... xv DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xviii

BAB I

PENDAHULUAN ............................................................................. 1 1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1 1.2 Rumusan Masalah ....................................................................... 2 1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................ 2 1.4 Batasan Masalah.......................................................................... 2 1.5 Manfaat Penelitian ...................................................................... 3

BAB II

DASAR TEORI ................................................................................ 4 2.1 Dasar Teori .................................................................................. 4

xi


2.1.1 Air Cooler (Evaporative Cooler) ....................................... 4 2.1.2 Tipe Desain Air Cooler (Evaporative Cooler) ................... 5 2.1.3 Bagian – Bagian Air Cooler ............................................... 7 2.1.4 Pendinginan Evaporative ................................................... 11 2.1.5 Kondisi Udara .................................................................... 13 2.1.6 Efisiensi Pendinginan Evaporative .................................... 18 2.1.7 Faktor Pertimbangan Dalam Pemilihan Sistem Penyegaran Udara ................................................................................. 21 2.2 Tinjauan Pustaka ......................................................................... 23

BAB III RANCANGAN PEMBUATAN VARIASI AIR COOLER .............. 25 3.1 Persiapan ..................................................................................... 25 3.2 Bahan dan Alat Pembuatan Air Cooler ....................................... 25 3.2.1 Bahan-Bahan Yang Digunakan Dalam Pembuatan Variasi Air Cooler ......................................................................... 25 3.2.2 Alat-Alat Yang Dipergunakan Dalam Pembuatan Variasi Air Cooler .......................................................................... 30 3.3 Proses Pengerjaan Variasi Air Cooler ......................................... 35 3.4 Cara Kerja Air Cooler (Evaporative Cooler) .............................. 38 3.5 Tabel Hasil Penelitian ................................................................. 39 3.6 Kesulitan Dalam Pengerjaan ....................................................... 39 3.7 Pengujian Variasi Cooling Pad Sponge Air Cooler .................... 39

BAB IV

METODOLOGI PENELITIAN ....................................................... 41

xii


4.1 Objek Penelitian .......................................................................... 41 4.2 Skematis Pengujian ..................................................................... 41 4.3 Variasi Penelitian ........................................................................ 42 4.4 Peralatan Pengujian ..................................................................... 43 4.5 Cara Memperoleh Data ............................................................... 45 4.6 Cara Mengolah Data ................................................................... 45 4.7 Cara Menyimpulkan Dan Memberi Saran .................................. 46

BAB V

HASIL PENGUJIAN DAN PERHITUNGAN SERTA PEMBAHASAN ............................................................................... 57 5.1 Hasil Pengujian ........................................................................... 57 5.2 Perhitungan ................................................................................. 69 5.2.1 Perhitungan RH Air Cooler................................................ 69 5.2.3 Perhitungan Efisiensi Air Cooler ....................................... 70 5.2.4 Perhitungan Efisiensi Air Cooler Menggunakan Cooling Pad Honey Comb Dan Cooling Pad Sponge Dengan Fluida Air ........................................................................... 70 5.2.4 Perhitungan Efisiensi Air Cooler Menggunakan Cooling Pad Honey Comb Dan Fluida Air Dengan Balok Es ......... 71 5.2.5 Perhitungan Efisiensi Air Cooler Menggunakan Cooling Pad Honey Comb Dan Cooling Pad Sponge Dengan Fluida Air Dan Balok Es

71

5.3 Analisa Data ................................................................................ 72 5.3.1 Pengaruh Tambahan Variasi Cooling Pad Sponge Terhadap Efisiensi Air Cooler ...........................................

72

xiii


5.3.2 Pengaruh Variasi Cooling Pad Sponge Dan Balok Es Terhadap Efisiensi Air Cooler ........................................... 73 5.3.3 Pengaruh Tambahan Variasi Cooling Pad Sponge Terhadap Efisiensi Air Cooler Dengan Pengkondisian Udara Menggunakan Mesin Pengering .............................. 74 5.3.4 Pengaruh Tambahan Variasi Cooling Pad Sponge Dan Balok Es Terhadap Efisiensi Air Cooler Dengan Pengkondisian Udara Menggunakan Mesin Pengering ..... 75 5.4 Membandingkan Efisiensi Air Cooler ........................................ 76

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan ................................................................................. 77 6.2 Saran

DAFTAR PUSTAKA

.................................................................................... 78

.................................................................................... 79

xiv


DAFTAR TABEL Tabel 5.1 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Air Dengan Kecepatan Kipas Low............................................................................................. 58 Tabel 5.2 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Air Dengan Kecepatan Kipas Medium ...................................................................................... 58 Tabel 5.3 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Air Dengan Kecepatan Kipas High ............................................................................................ 59 Tabel 5.4 Rata-Rata Suhu Dengan Kecepatan Low, Medium Dan High Pada Tabel 5.1 Sampai Dengan Tabel 5.3..................................................... 59 Tabel 5.5 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Balok Es Dengan Kecepatan Kipas Low ........................................................................... 59 Tabel 5.6 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Balok Es Denga Kecepatan Kipas Medium .................................................................... 60 Tabel 5.7 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Balok Es Dengan Kecepatan Kipas High .......................................................................... 60 Tabel 5.8 Rata-Rata Suhu Dengan Kecepatan Low, Medium Dan High Pada Tabel 5.5 Sampai Dengan Tabel 5.7..................................................... 60 Tabel 5.9 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Air Dan Tambahan Modifikasi Cooling Pad sponge Dengan Kecepatan Kipas Low ......... 61 Tabel 5.10 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Air Dan Tambahan Modifikasi Cooling Pad Sponge Dengan Kecepatan Kipas Medium . 61 Tabel 5.11 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Air Dan Tambahan Modifikasi Cooling Pad Sponge Dengan Kecepatan Kipas High ....... 61 Tabel 5.12 Rata-Rata Suhu Dengan Kecepatan Low, Medium Dan High Pada Tabel 5.9 Sampai Dengan Tabel 5.11 ................................................. 62 Tabel 5.13 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Air Dan 2 Liter Balok Es Dengan Tambahan Modifikasi Cooling Pad Sponge, Kecepatan Kipas Low ........................................................................................... 62

xv


Tabel 5.14 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Air Dan 2 Liter Balok Es Dengan Tambahan Modifikasi Cooling Pad Sponge Kecepatan Kipas Medium ..................................................................................... 62 Tabel 5.15 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Air Dan 2 Liter Balok Es Dengan Tambahan Modifikasi Cooling Pad Sponge Kecepatan Kipas High .......................................................................................... 63 Tabel 5.16 Rata-Rata Suhu Dengan Kecepatan Low Medium Dan High pada Tabel 5.13 Sampai Dengan Tabel 5.15 ............................................... 63 Tabel 5.17 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Air Dengan Pengkondisian Suhu Mesin Pengering Kecepatan Kipas Low ........... 63 Tabel 5.18 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Air Dengan Pengkondisian Suhu Mesin Pengering Kecepatan Kipas Medium ..... 64 Tabel 5.19 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Air Dengan Pengkondisian Suhu Mesin pengering Kecepatan Kipas High ........... 64 Tabel 5.20 Rata-Rata Suhu Dengan Kecepatan Low, Medium Dan High Pada Tabel 5.17 Sampai Dengan Tabel 5.19 ............................................... 64 Tabel 5.21 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Air Dan 2 Liter Balok Es Dengan Pengkondisian Suhu Mesin Pengering Kecepatan Low ... 65 Tabel 5.22 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Air Dan 2 Liter Balok Es Dengan Pengkondisian Suhu Mesin Pengering Kecepatan Kipas Medium ............................................................................................... 65 Tabel 5.23 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Air Dan 2 Liter Balok Es Dengan Pengkondisian Suhu Mesin Pengering Kecepatan Kipas High ..................................................................................................... 65 Tabel 5.24 Rata-Rata Suhu Dengan Kecepatan Low, Medium Dan High Pada Tabel 5.21 Sampai Dengan Tabel 5.23 ............................................... 66 Tabel 5.25 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Air Dan Modifikasi Cooling Pad Sponge Dengan Pengkondisian Suhu Mesin Pengering Kecepatan Kipas Low ........................................................ 66

xvi


Tabel 5.26 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Air Dan Modifikasi Cooling Pad Sponge Dengan Pengkondisian Suhu Mesin Pengering Kecepatan Kipas Medium .................................................. 66 Tabel 5.27 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Air Dan Modifikasi Cooling Pad Sponge Dengan Pengkondisian Suhu Mesin Pengering Kecepatan Kipas High ....................................................... 67 Tabel 5.28 Rata-Rata suhu Dengan Kecepatan Low, Medium Dan High Pada Tabel 5.25 Sampai Dengan Tabel 5.27 ............................................... 67 Tabel 5.29 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Air , 2 Liter Balok Es Dan Modifikasi Cooling Pad Sponge Dengan Pengkondisian Suhu Mesin Pengering Kecepatan Kipas Low ............................................. 67 Tabel 5.30 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Air , 2 Liter Balok Es Dan Modifikasi Cooling Pad Sponge Dengan Pengkondisian Suhu Mesin Pengering Kecepatan Kipas Medium ....................................... 68 Tabel 5.31 Hasil Pengujian Air Cooler Menggunakan Air , 2 Liter Balok Es Dan Modifikasi Cooling Pad Sponge Dengan Pengkondisian Suhu Mesin Pengering Kecepatan Kipas High ............................................ 68 Tabel 5.32 Rata-Rata Suhu Dengan Kecepatan Low, Medium Dan High Pada Tabel 5.29 Sampai Dengan Tabel 5.31 ............................................... 68

xvii


DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Unit Air Cooler.................................................................................. 4 Gambar 2.2 Skema Air Cooler .............................................................................. 5 Gambar 2.3 Direct Evaporative Cooling ............................................................... 6 Gambar 2.4 Indirect Evaporative Cooling ............................................................ 7 Gambar 2.5 Casing ................................................................................................ 8 Gambar 2.6 Blower ............................................................................................... 8 Gambar 2.7 Cooling Pad Honey Comb................................................................. 9 Gambar 2.8 Pompa Air ......................................................................................... 9 Gambar 2.9 Water Distribution Line .................................................................... 10 Gambar 2.10 Motor Penggerak/Motor Listrik ...................................................... 10 Gambar 2.11 Tangki Penampungan Air................................................................ 11 Gambar 2.12 Proses Pendinginan Evaporative ..................................................... 13 Gambar 2.13 Pengukur Temperatur Bola Kering ................................................. 14 Gambar 2.14 Rangka Diagram Psychometric Chart ............................................. 17 Gambar 2.15 Delapan Proses Thermodinamika Dasar ......................................... 18 Gambar 2.16 Proses Pendinginan Evaporative ..................................................... 19 Gambar 3.1 Unit Air Cooler Tampak Depan Dan Belakang ................................ 26 Gambar 3.2 Strimin Dan Gunting ......................................................................... 26 Gambar 3.3 Sponge ............................................................................................... 26 Gambar 3.4 Selang Air Diameter 4/8 Inch ........................................................... 27 Gambar 3.5 Pompa Air ......................................................................................... 27 Gambar 3.6 Cable Tie ........................................................................................... 28

xviii


Gambar 3.7 Es Batu .............................................................................................. 28 Gambar 3.8 Baut Puntir......................................................................................... 28 Gambar 3.9 Isolasi ................................................................................................ 29 Gambar 3.10 Papan Triplek .................................................................................. 29 Gambar 3.11 Sterofom .......................................................................................... 29 Gambar 3.12 Roda ................................................................................................ 30 Gambar 3.13 Paku ................................................................................................. 30 Gambar 3.14 Mesin Pengering .............................................................................. 31 Gambar 3.15 Anemometer .................................................................................... 31 Gambar 3.16 Thermometer Dry Bulb And Wet Bulb ........................................... 32 Gambar 3.17 Thermocouple.................................................................................. 32 Gambar 3.18 Gunting Kawat ................................................................................ 33 Gambar 3.19 Palu .................................................................................................. 33 Gambar 3.20 Cutter ............................................................................................... 33 Gambar 3.21 Pipa Alumunium ............................................................................. 34 Gambar 3.22 Stopwatch ........................................................................................ 34 Gambar 3.23 Penggaris Besi ................................................................................. 34 Gambar 3.24 Obeng Plus ...................................................................................... 35 Gambar 3.25 Rancangan Rumah Sponge dan Sponge .......................................... 36 Gambar 3.26 Pemasangan Selang Tambahan ....................................................... 36 Gambar 3.27 Rangkaian Air Cooler Dan Mesin Pengering .................................. 37 Gambar 3.28 Level Maksimal Dan Minimal Pada Tangki ................................... 38 Gambar 4.1 Skematik Air Cooler.......................................................................... 41

xix


Gambar 4.2 Thermometer Bola Basah Dan Bola Kering ..................................... 43 Gambar 4.3 Roll Kabel Listrik .............................................................................. 43 Gambar 4.4 Kalkulator .......................................................................................... 44 Gambar 4.5 Alat Tulis ........................................................................................... 44 Gambar 4.6 Stopwatch .......................................................................................... 44 Gambar 4.7 Anemometer ...................................................................................... 45 Gambar 5.1 Psychometric Chart ........................................................................... 69 Gambar 5.2 Grafik Pengaruh Variasi Cooling Pad Sponge Terhadap Efisiensi Air Cooler ........................................................................................ 72 Gambar 5.3 Grafik Pengaruh Variasi Cooling Pad Sponge Dan 2 Liter Balok Es Terhadap Efisiensi Air Cooler .................................................... 73 Gambar 5.4 Grafik Pengaruh Variasi Cooling Pad Sponge Terhadap Efisiensi Air Cooler Dengan Penambahan Mesin Pengering Sebagai Pengkondisian Udara ....................................................................... 74 Gambar 5.5 Grafik Pengaruh Variasi Cooling Pad Sponge Dan 2 Liter Balok Es Terhadap efisiensi Air Cooler Apabila Dengan Penambahan Mesin Pengering Sebagai Pengkondisian Udara.............................. 75

xx


BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Kondisi cuaca saat ini yang semakin panas sangat berpengaruh terhadap

kehidupan manusia dan lingkungan, hal ini tentunya akan menimbulkan suatu permasalahan baru dalam bidang teknologi. Teknologi sendiri sangat berperan penting untuk memenuhi kebutuhan manusia dan lingkungan dalam kehidupan sehari - hari. Salah satu teknologi yang dibutuhkan dan berhubungan erat dengan permasalahan tersebut adalah mesin pendingin ruangan yang tentunya bebas dari pencemaran lingkungan. Permasalahan tersebut menuntut para engineer untuk selalu melakukan inovasi – inovasi terbaru dibidang teknologi dalam hal ini berkaitan dengan mesin pendingin udara. Macam – macam mesin pendingin udara yang sudah ada diantaranya : AC (Air Conditioning), AC portable, Air Cooler, Coil Unit dll. Membicarakan mengenai pendingin udara yang ada pada saat ini adalah AC, tentunya AC yang ramah lingkungan. AC sangat bermanfaat apabila ditempatkan pada kondisi yang benar, seperti rumah sakit, perkantoran atau ruang kerja, karena tempat – tempat tersebut harus dibuat senyaman mungkin untuk kenyamanan dalam bekerja. Penempatan AC menjadi tidak efektif apabila dalam suatu ruang yang besar dengan penghuni tidak lebih dari 2 orang, dalam rumah, kamar juga ruang keluarga. Penempatan AC pada ruang – ruang tersebut sangat tidak efektif karena sebagian besar kegiatan dilakukan di luar rumah, artinya ada kemungkinan AC didalam ruang – ruang tersebut selalu dinyalakan walau tanpa penghuni didalamnya, kemungkinan lain yaitu AC tersebut sering dinyalakan dan dimatikan, keadaan itu akan membuat ketidak-stabilan daya listrik dalam rumah dan ini akan menjadikan satu permasalahan baru yaitu pemborosan energi listrik. Alternatif lain selain menggunakan AC (Air Conditioning) yaitu dengan menggunakan Air Cooler. Air Cooler merupakan salah satu mesin pendingin udara yang sangat ramah lingkungan dan sangat direkomendasikan sebagai

1


pemecahan masalah di atas. Secara garis besar dalam proses pendinginannya Air Cooler hanya menggunakan air yang dipompa melalui kisi - kisi, kemudian fan dalam komponen Air Cooler tersebut akan menghisap sekaligus menghembuskan udara melalui kisi – kisi yang basah. Hal ini menyebabkan udara yang dihembuskan keluar menjadi dingin. Daya Air Cooler yang lebih rendah dibandingkan dengan AC yang bekerja dengan siklus kompresi uap Air Cooler lebih unggul dalam hal penghematan listrik dibanding AC, juga sangat efektif dalam penggunaanya sebagai pendingin udara yang bersifat personal. Berdasar atas informasi di atas, penulis tertarik untuk melakukan penelitian tentang Air Cooler. 1.2

Rumusan Masalah Air cooler yang dijual dipasaran, tidak begitu lengkap memberikan

informasi tentang karakteristik Air Cooler. Diperlukan suatu penelitian untuk dapat mengetahui karakteristik Air Cooler. Bagaimanakah karakteristik Air Cooler yang ada di pasaran dan bagaimanakah karakteristik Air Cooler yang sudah dilakukan modifikasi?

1.3

Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui besarnya penurunan

suhu dan besarnya penurunan efisiensi Air Cooler dalam berbagai variasi penelitian.

1.4

Batasan Masalah Batasan masalah yang dilakukan di dalam penelitian - ini adalah:

a. Mempergunakan salah satu Air Cooler yang dijual di pasaran. b. Memberikan modifikasi pada Air Cooler dengan memberikan peralatan tambahan : sponge, selang air dan pompa mini. c. Posisi sponge diletakkan dibagian depan dari Cooling Pad Honey Comb. d. Ukuran sponge: 8,5 cm x 11,5 cm x 1,5 cm ukuran lubang pada sponge: 0,5 cm

2


e. Jumlah sponge yang dipergunakan adalah 4 buah. f. Penggunaan mesin pengering sepatu sebagai pengkondisian suhu udara.

1.4

Manfaat Penelitian Manfaat penelitian ini adalah :

a. Bagi penulis, mampu memahami karakteristik dan mekanisme mesin pendingin udara khususnya Air Cooler. b. Bagi penulis, mendapat pengalaman membuat variasi dalam penelitian Air Cooler. c. Bagi penulis, mampu mengetahui secara bijak mana yang lebih efektif dalam penggunaan pendingin udara dibeberapa kondisi. d. Dapat digunakan sebagai referensi atau tolok ukur bagi peneliti lain yang ingin meneliti terkait mesin pendingin udara. e. Hasil penelitian dapat untuk menambah kasanah ilmu pengetahuan yang dapat ditempatkan di perpustakaan.

3


BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Dasar Teori

2.1.1

Air Cooler Air Cooler merupakan sebuah mesin pendingin yang menggunakan prinsip

evaporative cooling. Pendinginan evaporative atau secara teknik disebut dengan pendinginan adiabatik adalah suatu proses pengkondisian udara yang dilakukan dengan membiarkan kontak langsung antara udara dengan uap air sehingga terjadi perubahan dari panas sensibel menjadi panas laten. Pada daerah yang beriklim panas dan kering seperti Amerika Serikat dan beberapa negara lain, penggunaan air cooler dapat dilihat pada sebagian atau seluruh bangunan yang ada pada daerah tersebut karena air cooler dapat mereduksi seperempat dari penggunaan energi refrigerant air conditioner. (Althouse, Bracciano, and Turnquist, 2005).

Gambar 2.1 Unit Air Cooler

4


Gambar 2.2 Skema Air Cooler

2.1.2

Tipe Desain Air Cooler (Evaporative Cooler)

a.

Direct evaporative cooling Direct evaporative cooling merupakan suatu cara yang digunakan untuk

mendinginkan udara dengan sangat sederhana. Sistem ini menambahkan uap air langsung ke uap air yang sudah ada di udara sehingga meningkatkan kelembaban spesifik udara (w). Prinsip kerja evaporative cooling dapat dilihat pada Gambar 2.3 dimana udara dari luar (outdoor air) dialirkan secara paksa menggunakan blower atau fan melalui cooling pad yang dijaga tetap lembab dengan mengalirkan air dari bagian atas cooling pad sehingga sebagian panas sensibel dari udara dipergunakan untuk menguapkan sebagian air yang ada diudara sehingga suhu udara menjadi dingin. (Karpiscak, 1994, p.3)

5


Gambar 2.3 Direct evaporative cooling

a.

Indirect evaporative cooling Indirect evaporative cooling merupakan proses mendinginkan tanpa

meningkatkan kelembaban spesifik udara (RH). Menggunakan sistem indirect, lebih mahal dan mengkonsumsi energi yang lebih banyak jika dibandingkan dengan menggunakan sistem direct evaporative cooler. Prinsip kerja dari sistem ini ditunjukkan pada Gambar 2.4. Supplay fan mengalirkan udara luar (outdor air) hingga bersentuhan dengan satu sisi permukaan heat exchanger yang dingin, yang didalamnya mengalir udara (secondary air) yang suhunya relatif rendah. Setelah terjadi perpindahan panas antara udara yang mengalir di luar heat exchanger dengan udara yang berada di dalam melalui heat exchanger, udara yang di dalam suhunya menjadi naik dan pada saat bersamaan pada sisi lain heat exchanger bersentuhan dengan cooling pad sehingga terjadi proses direct evaporative cooling. (Karpiscak, 1994, p.3)

6


Gambar 2.4 Indirect evaporative cooling

2.1.3

Bagian-Bagian Air cooler Air Cooler terdiri dari beberapa bagian antara lain :

a. Rumah atau Casing b. Blower c. Cooling Pad d. Pompa e. Water Distribution Line f. Motor Penggerak g. Tangki Air

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

7


Gambar 2.5 Casing

b. Blower atau fan Blower atau fan merupakan peralatan yang berfungsi mengalirkan udara luar dengan prinsip perbedaan tekanan yang terjadi pada inlet dan outlet.

Gambar 2.6 Blower

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

8


Gambar 2.7 Cooling pad honey comb

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

Gambar 2.8 Pompa air e. Water distribution line Water distribution line merupakan peralatan yang tepat terletak di bagian atas dari cooling pad. Peralatan ini berfungsi mendistribusikan air agar seluruh permukaan dari cooling pad dapat menerima aliran air sehingga seluruh permukaan dapat dijaga tetap lembab (E-source, 1995)

9


Gambar 2.9 Water Distribution Line

f. Motor penggerak/motor listrik adalah alat yang dapat merubah energi listrik menjadi energi gerak. Dalam hal ini motor listrik menggerakkan blower.

Gambar 2.10 Motor penggerak/motor listrik

g. Tangki air berfungsi untuk menampung air yang akan disirkulasikan dalam sistem.

10


Gambar 2.11 Tangki penampungan air

2.1.4

Pendinginan Evaporative Proses pendinginan evaporative atau secara teknik disebut dengan proses

pendinginan adiabatik adalah suatu proses pengkondisian udara yang dilakukan dengan membiarkan kontak langsung antara udara dengan air, sehingga terjadi perpindahan panas dan perpindahan massa antara keduanya. Temperatur bola kering udara akan menurun dalam proses ini, dan panas sensibel yang dilepaskan digunakan untuk menguapkan sebagian butiran air. Apabila selang waktu kontak air dan udara mencukupi, maka udara akan mencapai kondisi saturasi. Ketika kondisi equilibrium tercapai, temperatur air menurun hingga sama dengan temperatur bola basah udara. Secara umum akan diperoleh bahwa temperatur bola bas ah udara sebelum dan sesudah proses adalah sama karena proses semacam ini terjadi di sepanjang garis olah basah (wB) yang konstan. Berikut ini adalah fakta yang terjadi dalam proses pendinginan udara dengan cara saturasi adiabatik : a.

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

b.

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

c.

Titik-titik air pada pad basah pada air cooler akan dengan sendirinya menyesuaikan pada temperatur bola basah. Apabila titik-titik air yang masuk pada pendinginan memiliki temperatur lebih rendah daripada

11


temperatur bola basah, maka mula-mula temperatur titik-titik air tersebut akan naik hingga mencapai temperatur bola basah kemudian baru menguap. Apabila titik-titik air yang masih pada pendingin memiliki temperatur lebih tinggi daripada temperatur bola basah, maka temperatur titik-titik air itu akan turun hingga mencapai temperatur bola basah karena terjadinya penguapan. Temperatur air yang akan masuk ke pendingin hanya memiliki pengaruh yang sangat kecil terhadap efisiensi pendinginan karena panas untuk pendingin 1 kg air hingga mencapai temperatur bola basah biasanya kurang dari 23,29 kJ, sedangkan panas yang akan diserapnya ketika menguap adalah sebesar 1118,3 kJ. d.

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

e.

Apabila kondisi udara jenuh tercapai, maka temperatur bola kering dari udara yang keluar dari pendingin adalah sama dengan temperatur bola basah dan sama dengan temperatur dew-point. Namun bagaimanapun juga, kondisi udara 100% jenuh jarang sekali dapat dicapai, dan udara yang meninggalkan pendingin walaupun memiliki batas temperatur bola basah sebagai batas peling rendah, namun sesungguhnya tidak benar-benar mampu mencapai temperatur tersebut.

Dari pengertian di atas, dapat diturunkan persamaan untuk menyatakan proses saturasi adiabatik dari campuran udara – uap air, yaitu jumlah panas sensibel yang dilepas adalah sama dengan jumlah panas laten yang diserap, atau secara matematis untuk satu satuan massa udara, dapat dinyatakan dengan Persamaan (2.1) : (Ca + Ca )(TdB − TdB ) = Lv (ws − ws )

(2.1)

pada Persamaan (2.1) ca = panas jenis udara kering, kJ/kg.K cw = panas jenis uap air, kJ/kg.K w = kelembaban spesifik udara sebelum proses, kg/kg TdB = temperatur bola kering, K

12


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

kondisi

udara

lingkungan

yang

menjajikan.

Gambar 2.12 Proses pendinginan evaporative

2.1.5 Kondisi Udara Kondisi udara dapat dinyatakan: a.

Temperatur Bola Kering (dry bulb temperature) (dB)

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

13


Gambar 2.13 Pengukur temperatur bola kering

b.

Temperatur Bola Basah (wet bulb temperature) (wB) Penjelasan sederhana mengenai temperatur bola basah adalah temperatur

paling rendah yang mampu ditunjukkan oleh termometer yang ‘bola’nya dililit dengan kain atau sumbu basah ketika termometer diletakkan di tempat yang dilalui aliran udara. Panas laten penguapan ditentukan oleh temperatur bola basah, bukan temperatur bola kering karena penguapan aktual terjadi pada pembacaan temperatur bola basah. Ketika udara yang tidak jenuh berhembus melalui termometer bola basah, air dari permukaan yang dibasahi akan menguap, dan panas laten yang diserap oleh proses penguapan air menyebabkan turunnya temperatur yang ditunjukkan oleh termometer. Pada kondisi kesetimbangan, temperatur yang ditunjukkan oleh termometer akan konstan. Temperatur inilah yang disebut dengan temperatur bola basah ( lihat Gambar 2.13 ).

c.

Kelembaban Spesifik (spesifik humidity) (w) Kelembaban spesifik (w) didefinisikan sebagai massa uap air tiap satuan

massa udara kering dalam campuran tertentu pada temperatur bola kering (dB)

14


tertentu saat menyatakan kandungan uap air sebenarnya dalam udara. Untuk mengetahui besar kelembaban spesifik (w) dapat ditentukan dengan melihat Psychrometric Chart dinyatakan dengan skala vertikal yang terletak pada batas kanan dari diagram.

d.

Kelembaban Relatif (relatife humidity) (RH) Udara bebas akan selalu mengandung uap air, dan apabila udara tersebut

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

Temperature Dew-point (Ta) Jika udara didinginkan, maka kemampuan udara untuk mempertahankan uap

air yang dikandungnya akan menurun. Pada penurunan temperatur yang lebih lanjut akan menyebabkan kondensasi atau terjadinya embun. Temperatur dewpoint didefinisikan sebagai temperatur dimana uap air dalam udara yang didinginkan mulai mengembun. Hal ini berarti udara harus didinginkan mencapai temperatur dew-point untuk mengurangi kandungan uap air yang ada didalamnya.

15


f.

Volume Spesifik (v) Untuk menghitung volume spesifik campuran udara-uap air, digunakan

persamaan gas ideal. Volume spesifik adalah volume udara campuran dengan satuan meter-kubik per kilogram udara kering. Dapat juga dikatakan sebagai meter-kubik udara kering atau meter kubik campuran per kilogram udara kering, karena volume yang diisi oleh masing-masing substansi sama. Dari persamaan gas ideal, volume spesifik v dapat dinyatakan dengan melihat Psychrometric Chart.

g.

Entalpi Udara (h) Entalpi campuran udara kering dan uap air adalah jumlah dari entalpi udara

kering dan entalpi uap air. Harga entalpi selalu didasarkan pada bidang data (datum plane), dan harga entalpi nol untuk udara kering dipilih pada 00 C. Harga entalpi nol untuk uap air berada pada air jenuh bersuhu 00C, yang bidang datanya sama dengan yang digunakan untuk tabel-tabel uap (steam). Suatu persamaan untuk entalpi dapat dinyatakan dengan melihat Psychrometric Chart.

h.

Psychrometric Chart Psikometrik adalah ilmu yang mempelajari sifat-sifat termodinamika dari

udara basah. Secara umum digunakan untuk mengilustrasikan dan menganalisis perubahan sifat termal dan karakteristik dari proses dan siklus sistem penyegaran udara (air conditioning). Diagram psikometrik adalah gambaran dari sifat-sifat termodinamika dari udara basah dan variasi proses sistem penyegaran udara dan siklus sistem penyegaran udara. Dari diagram psikometrik akan membantu dalam perhitungan dan menganalis kerja dan perpindahan energi dari proses dan siklus sistem penyegaran udara. Gambar 2.4. Psychrometric chart dapat dilihat pada lampiran. Temperatur bola kering (dB) ditunjukkan oleh garis-garis vertikal yang ditarik dari sumbu horisontal diagram. Temperatur bola kering adalah ukuran dari panas sensibel, dan perubahan dari temperatur bola kering menyatakan perubahan dari panas sensibel.

16


Temperatur bola basah (wB) ditunjukkan oleh garis-garis yang ditarik dari garis saturasi kemudian menurun ke arah kanan bawah sehingga membentuk gradien negatif. Temperatur bola basah adalah merupakan indikator dari panas total (jumlahan dari panas sensibel dan panas laten). Temperatur dew-point (DP) ditunjukkan dengan titik-titik yang ada di sepanjang garis saturasi. Pada saat kondisi jenuh (saturasi), temperatur dew-point (DP) = temperatur bola basah (TwB) = temperatur bola kering (TdB). Temperatur dew-point adalah ukuran panas laten, dan perubahan dari temperatur dew-point menyatakan perubahan panas laten. Kelembaban spesifik (W) dinyatakan dengan skala vertikal yang terletak pada batas kanan dari diagram. Kelembaban relatif (RH) dinyatakan dengan garis yang ditarik dari sebelah kiri bawah diagram yang kemudian membelok ke arah kanan atas dengan kelengkungan yang menyerupai garis saturasi (100% RH). Volume spesifik (v) adalah kebalikan dari massa jenis dan dinyatakan dalam volume campuran udara-uap air dalam setiap satu satuan udara kering. Volume spesifik dinyatakan dengan garis yang ditarik mulai dari sumbu dB kemudian miring tajam ke arah kiri atas, membentuk gradien negatif. Entalpi atau kandungan panas total (h) dinyatakan dalam jumlah panas yang dikandung oleh setiap satuan massa udara kering. Nilai dari entalpi dapat dilihat di sepanjang skala yang terdapat di garis saturasi pada sisi sebelah kiri diagram.

Gambar 2.14 Rangka diagram psychometrict chart

17


Proses yang biasa dilakukan untuk mengkondisikan udara meliputi : pemanasan sensibel, pendinginan sensibel, humidifikasi dan dehumidifikasi, namun seringkali dua proses di atas digabung untuk memperoleh temperatur dan kelembaban yang diharapkan. Gambar 2.15 menyajikan delapan proses thermodinamika dasar yang digambarkan dalam psychrometric chart.

Gambar 2.15 Delapan proses thermodinamika dasar

Proses-proses tersebut adalah : a. Pemanasan sensibel (OA) b. Pendinginan sensibel (OB) c. Humidifikasi (OC) d. Dehumidifikasi (OD) e. Pemanasan dan humidifikasi (OE) f. Pendinginan dan dehumidifikasi (OF) g. Pendinginan dan humidifikasi (OG) h. Pemanasan dan dehumidifikasi (OH)

2.1.6

Efisiensi Pendinginan Evaporative Perpindahan panas konveksi secara umum dinyatakan dengan Persamaan

(2.2) : dq s = hc dA (Ts − T)

(2.2)

Laju aliran panas sensibel dinyatakan dengan Persamaan (2.3) : dq s = 𝑚̇a cp dT

(2.3)

18


pada Persamaan (2.3) ma adalah laju aliran massa udara. Dengan menggabungkan kedua Persamaan (2.2) dan (2.3) diperoleh : h𝑐 dA(Ts − 𝑇) = 𝑚̇a cp dT

(2.4)

Dengan mengintegralkan pada batas-batas tertentu, diperoleh Persamaan (2.5). 𝐴 ℎ𝑐 ∫ 𝑑𝐴 𝑚̇𝑎 𝑐𝑝 0

𝑇2

= ∫𝑇1

𝑑𝑇 (𝑇𝑠 −𝑇)

(2.5)

menghasilkan, 𝑇 −𝑇

ℎ 𝐴

1 − 𝑇1 −𝑇2 = 𝑒𝑥𝑝 (− 𝑚̇ 𝑐𝑐 ) 1

𝑠

𝑎 𝑝

(2.6)

Gambar 2.16 Proses pendinginan Evaporative Efisiensi dari alat pendingin evaporative disebut juga efisiensi saturasi yang dapat dinyatakan dengan Persamaan (2.7).

19


(2.7) Dari persamaan (2.7) maka Persamaan (2.6) dapat dinyatakan dengan Persamaan (2.8).

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

𝜂𝑒𝑣𝑎𝑝 =

𝑇𝑑𝑏𝑖𝑛 −𝑇𝑑𝑏𝑜𝑢𝑡

(2.9)

𝑇𝑑𝑏𝑖𝑛 −𝑇𝑤𝑏𝑖𝑛

pada Persamaan (2.9) Tdb,in = temperatur bola kering udara yang memasuki sistem Tdb,out = temperatur bola kering udara yang keluar sistem Twb,in = temperatur bola basah udara yang memasuki sistem Penurunan temperatur bola kering yang mampu dicapai dengan proses pendinginan evaporative tidak dapat lebih rendah daripada temperatur bola basah aliran udara yang memasuki sistem. Pada daerah yang memiliki kelembaban tinggi, udara bebas telah membawa kandungan uap air yang cukup tinggi sehingga hal ini sangat membatasi jumlah pendinginan sensibel yang mampu dicapai dengan proses evaporasi.

2.1.7

Faktor Pertimbangan Dalam Pemilihan Sistem Penyegaran Udara Sistem penyegaran udara untuk kenyamanan manusia dirancang agar

temperatur,

kelembaban,

kebersihan

dan

pendistribusian

udara

dapat

dipertahankan pada keadaan yang diinginkan. Oleh sebab itu, perancangan harus mempertimbangkan faktor-faktor pemilihan sistem penyegaran udara. Adapun faktor-faktor pemilihan sistem penyegaran udara meliputi:

20


a.

Faktor kenyamanan Kenyamanan pada sistem penyegaran udara yang dirancang ditentukan oleh

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

Faktor ekonomi Dalam proses pemasangan, operasi dan perawatan, serta sistem pengaturan

yang digunakan harus diperhitungkan pula segi-segi ekonominya. Oleh sebab itu, dalam percancangan sistem penyegaran udara harus mempertimbangkan biaya awal, operasional dan biaya perawatan yaitu sistem tersebut dapat beroperasi maksimal dengan biaya total yang serendah-rendahnya. c.

Faktor operasi dan perawatan Pemilihan sistem penyegaran udara yang paling disukai adalah sistem yang

mudah dipahami konstruksi, susunan dan cara menjalankannya. Beberapa faktor pertimbangan operasi dan perawatan meliputi:  Konstruksi sederhana  Tahan lama  Mudah direparasi jika terjadi kerusakan  Mudah perawatannya  Dapat fleksibel melayani perubahan kondisi operasi  Efisiensi tinggi 2.2

Tinjauaan Pustaka Miske (2009) telah melakukan penelitian air cooler berjudul “Rancang

Bangun Evaporative Cooler” yang bertujuan untuk mendapatkan evaporative cooler yaitu evaporative cooler portable yang dapat dipakai di tempat-tempat yang panas dan kering. Penelitian meliputi : (a) Studi literatur, dilakukan untuk

21


mengumpulkan dan mempelajari literatur-literatur yang dapat menunjang proses pembuatan evaporative cooler. (b) Desain evaporative cooler meliputi desain kebutuhan udara pada ventilasi, casing dan pad, pressure drop, pompa. (c) Pembuatan evaporative cooler. (d) Eksperimen, dengan mengambil data yang meliputi tempertur bola kering udara lingkungan (dB in), temperatur bola basah lingkungan (wB in), tempertur bola kering yang dihasilkan (dB out) dan temperatur bola basah yang dihasilkan (wB out). (e) Analisa, yang meliputi pengaruh jumlah pad pada efektifitas evaporative cooler; pengaruh kecepatan udara terhadap efektifitas evaporative cooler; pangaruh peletakan pad terhadap efektifitas evaporative cooler; pengaruh kecepatan udara terhadap waktu penguapan air. Kesimpulan yang diambil secara keseluruhan dari hasil penelitian tersebut adalah : (a) Evaporative cooler hasil rancangan memiliki efektifitas maksimum 91,43%. (b) Efektifitas evaporative cooler akan semakin meningkat apabila jumlah pad lebih banyak dan kecepatan udara semakin rendah. (c) Efektifitas evaporative cooler akan semakin meningkat jika pad diletakkan dekat dengan cerobong. (d) Laju penguapan air meningkat jika kecepatan udara semakin tinggi. Selrianus (2008) telah melakukan penelitian air cooler yang bertujuan : (a) Mencari dan memilih bahan bersifat alamiah yang bisa digunakan sebagai bahan untuk cooling pad pada evaporative cooler. (b) Meningkatkan efisiensi pendinginan

dari evaporative cooler. (c) Mempelajari pengaruh kecepatan

aliran udara, ketebalan, temperatur bola kering (dB) udara masuk, dan temperatur air yang mengalir di cooling pad terhadap efisiensi pendinginan. Penelitian menggunakan metode : (a) Mencari dan menentukan cooling pad dengan cara penentuan kriteria bahan yang akan dipilih, membandingkan sifat pad (penyerapan air, ukuran pori, durability, sifat reaktif terhadap bahan lain, kekakuan pada keadaan lembab dari setiap alternatif bahan). (b) Merancang sistem pengujian untuk pengukuran tekanan. (c) Membuat pad yang digunakan untuk pengujian. (d) Melakukan pengujian untuk mengukur penurunan tekanan. (e) Pembuatan cooling pad. (f) Pengujian yang meliputi mencatat sifat udara (dB in, wB in, dB out, wB out), mengukur kecepatan udara, mengukur temperatur air

22


pada water tank, mengukur laju penguapan dengan cara mencatat waktu yang diperlukan untuk menguapkan air ke udara pada volume tertentu dan mengulang kembali langkah pertama dengan tingkat kecepatan yang berbeda. (g) Analisa meliputi hubungan kecepatan udara terhadap efisiensi pendinginan, laju penguapan setiap cooling pad, pengaruh RHin terhadap efisiensi pendinginan, pengaruh suhu air pada water tank dengan efisiensi pendinginan dan membandingkan efisiensi dan kecepatan yang dihasilkan alternatif cooling pad. (h) kesimpulan. Hasil penelitian ini adalah (a) Efisiensi yang dihasilkan oleh cooling pad yang terbuat dari bahan ijuk dan serabut kelapa kurang maksimal karena tidak seluruh permukaan cooling pad basah. Hal ini diakibatkan oleh water distribution line yang tidak bekerja dengan baik dalam mengatur air yang membasahi cooling pad. (b) Efisiensi pendinginan ijuk maksimal 50% dan serabut kelapa 51%. Tetapi efisiensi rata-rata cooling pad yang terbuat dari serabut kelapa lebih baik dari pada cooling pad yang terbuat dari bahan ijuk. (c) dari kedua bahan alternatif cooling pad yang dianalisa, efisiensi yang dihasilkan tidak lebih baik daripada cooling pad asli dari evaporative cooler. Efisiensi maksimal dari cooling pad asli sebesar 55% sedangkan ijuk hanya 50% dan serabut kelapa 51%. (d) Suhu air pada water tank yang lebih dingin meningkatkan efisiensi pendinginan. Ekadewi1), Fandi2), Selrianus3) (2007) telah melakukan penelitian air cooler berjudul “Penggunaan Serabut Kelapa Sebagai Bantalan Pada Evaporative Cooler” yang bertujuan : (a) Pengujian dilakukan untuk mengetahui kinerja air cooler, yang meliputi penurunan temperatur bola kering-db udara, efektifitas air cooler dan laju penguapan air. Penelitian menggunakan metode : (a) Pengujian dilakukan untuk mengetahui kinerja evaporative cooler, yang meliputi penurunan temperatur bola kering udara, efektifitas evaporative cooler dan laju penguapan air, dengan bantalan serabut dan bantalan asli dari manufaktur. (b) Variabel yang diukur selama pengujian adalah temperatur udara (bola basah dan bola kering) pada masukan dan keluaran, temperatur air, kecepatan aliran udara, waktu 100 ml air habis selama pengujian. Bantalan serabut kelapa yang diuji memiliki beberapa ketebalan yaitu 1 cm, 1.5 cm dan 2.4 cm. Bantalan ditata dalam wire mess dan sebagian dalam jala-jala. (c) Dari hasil pengujian dilakukan analisa yang meliputi:

23


pengaruh kecepatan udara, pengaruh temperatur bola kering udara masuk, temperatur air terhadap kinerja air cooler. Kesimpulan yang diambil secara keseluruhan dari hasil penelitian tersebut adalah : (a) Kecepatan aliran udara yang lebih rendah menghasilkan penurunan temperatur db dan efektifitas lebih tinggi, serta memerlukan laju penguapan air lebih rendah.. (b) Semakin tinggi temperatur bola kering dan semakin rendah RH udara masuk, semakin besar penurunan temperatur db dan semakin tinggi efektifitas evaporative cooler. (c) Semakin rendah temperatur air yang membasahi bantalan, semakin sedikit laju penguapan air. (d) Semakin tebal bantalan semakin bagus kinerja air cooler. (e) Serabut kelapa dapat digunakan sebagai bantalan dalam air cooler.

24


BAB III RANCANGAN PEMBUATAN VARIASI AIR COOLER

3.1

Persiapan Pembuatan variasi Air Cooler ini dilakukan untuk mengetahui efisiensi

kerja dari Air Cooler sebelum dan sesudah ditambah modifikasi pada bagian Cooling Pad nya. Hal - hal yang perlu dipersiapkan dari awal adalah dengan mengidentifikasi bagian - bagian Air Cooler yang akan dimodifikasi kemudian mempelajari sistem kerja dari Air Cooler itu sendiri setelah itu menyiapkan bahan dan alat yang diperlukan. Proses persiapan selanjutnya adalah pengukuran pengukuran terhadap variasi Air Cooler meliputi suhu keluaran dari Air Cooler yaitu suhu basah dan suhu kering, kelembaban udara, kecepatan angin dan sirkulasi air.

3.2

Bahan dan Alat Pembuatan Air Cooler

3.2.1

Bahan – bahan yang digunakan dalam pembuatan variasi Air Cooler ini

adalah : a. 1 Unit Air Cooler b. Kawat strimin ukuran 25cm x 30cm c. Sponge 4 buah ukuran 11,5cm x 8,5cm x 1,5cm d. Selang air diameter 4/8 inch e. Pompa air kecil f. Cable tie g. Es Batu ukuran 1 liter 2 buah h. Baut puntir i. Isolasi j. Papan triplek ukuran 45 cm x 60 cm 4 lembar k. Sterofom ukuran 45 cm x 60 cm 4 lembar l. Roda 4 buah m. Paku

25


Gambar 3.1 Unit Air Cooler tampak depan dan belakang

Gambar 3.2 Strimin dan gunting

Gambar 3.3 Sponge

26


Gambar 3.4 Selang air diameter 4/8 inch

Gambar 3.5 Pompa air

27


Gambar 3.6 Cable Tie

Gambar 3.7 Es Batu

Gambar 3.8 Baut Puntir

28


Gambar 3.9 Isolasi

Gambar 3. 10 Papan triplek

Gambar 3.11 Sterofom

29


Gambar 3.12 Roda

Gambar 3.13 Paku

3.2.2

Alat-alat yang dipergunakan dalam pembuatan variasi Air Cooler ini

antara lain : a. 1 unit mesin pengering sepatu b. Anemometer c. Thermometer bola kering dan bola basah d. Thermocouple dan Penampil Digital e. Gunting f. Palu g. Cuter h. Pipa alumunium diameter ½ cm i. Stopwatch j. Penggaris besi k. Obeng Plus

30


Gambar 3.14 Mesin pengering

Gambar 3.15 Anemometer

31


Gambar 3.16 Thermometer Dry bulb and Wet bulb

Gambar 3.17 Thermocouple

32


Gambar 3.18 Gunting Kawat

Gambar 3.19 Palu

Gambar 3.20 Cutter

33


Gambar 3.21 Pipa Alumunium

Gambar 3.22 Stopwatch

Gambar 3.23 Penggaris Besi

34


Gambar 3.24 Obeng Plus

3.3

Proses Pengerjaan variasi Air Cooler Proses pengerjaan variasi Air Cooler terdapat tahap – tahap pembuatan

sebagai berikut : a.

Menyiapkan bahan dan alat pembuatan variasi Cooling Pad sponge. Pembuatan desain dilakukan dengan proses manual dan sederhana. Hal - hal yang harus dilakukan adalah sebagai berikut:

1.

Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan.

2.

Memotong strimin dengan ukuran 25cm x 30cm ( 2 lembar ) sebagai wadah dari sponge ( lihat gambar 3.25 ).

3.

Melubangi sponge menggunakan pipa alumunium dengan diameter 8mm.

35


Gambar 3.25 Rancangan rumah sponge dan sponge

4.

Melubangi selang air dengan menggunakan baut puntir berdiameter 2mm sepanjang 20cm dan diletakkan diatas variasi cooling pad sponge.

5.

Menyambungkan pompa air dengan selang air kemudian memasangnya pada bagian atas variasi cooling pad sponge.

6.

Variasi cooling pad sponge diletakkan didepan cooling pad honey comb.

Gambar 3.26 Pemasangan selang tambahan

36


b. Merakit mesin Air Cooler dengan mesin pengering sepatu Membuat ruang antara mesin pengering sepatu dan air cooler dengan triplek kayu yang dilapisi sterofom kemudian diberi jarak sebagai tempat untuk meletakkan thermometer bola basah dan kaca agar dapat melihat suhu pada thermometer. Memasang roda pada sebuah meja kecil sebagai penyangga air cooler. Lihat gambar 3.27

Gambar 3.27 Rangkaian Air Cooler dan mesin pengering

c. Menyiapkan Thermometer dan Anemometer Setelah pembuatan variasi cooling pad sponge dan perakitan air cooler terhadap mesin pengering selesai dilaksanakan maka, perlu menyiapkan alat ukur kecepatan angin (Anemometer) dan suhu (Thermometer) juga Thermocouple pada proses selanjutnya untuk proses pengambilan data.

d. Menyiapkan Keperluan Lainnya Setelah menyiapkan Thermometer, Thermocouple dan Anemometer, selanjutnya menyiapkan stopwatch dan balok es lalu mengisi air diantara level max dan min pada tangki penampungan air.

37


Gambar 3.28 Level maksimal dan minimal pada tangki air

e.

Pengambilan data Pengambilan data dilakukan setiap 15 menit pada kecepatan 1 sampai

kecepatan 3. Mesin pengering digunakan sebagai pengkondisian suhu udara. Thermometer bola basah dan thermocouple diletakkan dalam ruang antara mesin pengering dan Air Cooler, kemudian Anemometer dan Thermometer bola kering diletakkan didepan blower.

3.4

Cara Kerja Air Cooler (Evaporative Cooler) Cara Kerja dari Air Cooler ini sebenarnya sangat sederhana yaitu sama

seperti cara kerja kipas angin biasa. Perbedaanya ada pada sirkulasi air didalamnya, yang bertujuan untuk mendinginkan udara. Sebenarnya ada beberapa cara untuk mendinginkan udara akan tetapi jika dilihat dari segi ekonomi dan efek untuk lingkungan, Air Cooler lebih baik dibandingkan dengan AC (Air Conditioner) ataupun jenis mesin pendingin udara yang lain. Mekanisme perpindahan kalor yang terjadi pada Air Cooler yaitu menggunakan penguapan air untuk mendinginkan dan menambah kadar air atau kelembaban pada aliran udara, sehingga temperatur bola kering menjadi lebih rendah daripada sebelum mengalami proses penguapan. Temperatur bola kering

38


menjadi lebih rendah karena udara dari luar (outdoor air) dialirkan secara paksa menggunakan blower atau fan melalui Cooling Pad Honey Comb yang dijaga tetap lembab dengan mengalirkan air dari bagian atas cooling pad sehingga sebagian panas sensibel dari udara dipindahkan ke air dan menjadi panas laten dan menyebabkan suhu udara menjadi dingin. Penambahan variasi sponge pada bagian depan Cooling Pad Honey Comb diharapkan dapat menambah suhu dingin yang dikeluarkan, dengan meningkatnya TwB maka meningkat pula RH nya, sedangkan TdB menurun. Hal ini dapat dilihat melalui tabel hasil pengambilan data.

3.5

Tabel Hasil Penelitian Tabel hasil penelitian variasi sponge Air Cooler dapat dilihat pada

lampiran.

3.6

Kesulitan Dalam Pengerjaan Adapun kesulitan-kesulitan dalam pengerjaan Air Cooler antara lain sebagai

berikut : a.

Peletakan modifikasi cooling pad.

b.

Pemasangan selang sebagai penyalur air menuju cooling pad tambahan.

c.

Membuat sirkulasi air agar sederhana namun optimal.

3.7

Pengujian Variasi Cooling Pad Sponge Air Cooler Pada pengujian ini, Air Cooler menggunakan 2 Cooling Pad, 2 pompa air

dan 2 saluran sirkulasi air yang salah satu diantaranya adalah komponen asli dari Air Cooler itu sendiri sedangkan yang lain merupakan modifikasi yang dilakukan pada bagian Cooling Pad dengan menggunakan sponge. Pada sirkulasi ini tiap selang saluran dialiri air, hal ini dimaksudkan agar kedua Cooling Pad tetap teraliri oleh air. Pada proses selanjutnya adalah menyalakan Air Cooler, kecepatan putar fan/kipas dapat diatur terhadap hasil pendinginan udara yang dihasilkan. Perhitungan dilakukan setelah data yang diperlukan didapat. Data yang

39


dibutuhkan adalah data temperatur bola kering (TdB in) udara lingkungan (dB in), data temperatur bola basah lingkungan (TwB in), data temperatur temperatur bola kering yang dihasilkan (TdB out), kelembaban udara (RH) dan data temperatur bola basah yang dihasilkan (TwB out) dan data kecepatan udara yang dikeluarkan. Data temperatur lingkungan diambil di sekitar air cooler dan data temperatur yang dihasilkan diambil di depan hembusan air cooler. Semua data diambil menggunakan termometer bola kering dan termometer bola basah.

40


BAB IV METODOLOGI PENELITIAN

4.1

Objek Penelitian Objek yang diteliti didalam penelitian ini adalah Air Cooler, seperti

terlihat pada gambar 4.1.

4.2

Skematis Pengujian Skematis alat uji dan penempatan alat ukur saat pengujian pada air cooler

disajikan pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1 Skematik Air Cooler

41


Keterangan : a.

Unit Air Cooler

b.

Thermometer Bola Kering dan Bola Basah

c.

Anemometer

d.

Stopwatch

e.

Thernocouple

Untuk mengoperasikan Air Cooler yang telah dimodifikasi dibagian cooling pad-nya diperlukan 2 unit stop kontak untuk menghubungkan dengan sumber energi listrik. Termometer bola basah dan termometer bola kering digunakan untuk mengukur temperatur bola kering lingkungan (TdB in), temperatur bola basah lingkungan (TwB in), temperatur bola kering yang dihasilkan (TdB out) dan temperatur bola basah yang dihasilkan (TwB out) saat pengambilan data. Stop watch digunakan untuk mengatur waktu tiap tahap pengambilan data. Anemometer digunakan untuk mengukur kecepatan aliran udara yang dihembuskan oleh Air Cooler melalui blower.

4.3.

Variasi Penelitian Penelitian dilakukan dengan memvariasikan kecepatan udara yang

mengalir didalam Air Cooler untuk beberapa kondisi Air Cooler : 1. Kecepatan kipas low 2. Kecepatan kipas medium 3. Kecepatan kipas high

Beberapa kondisi Air Cooler yang diteliti sebagai berikut : 1. Fluida Air Cooler : Air dengan Cooling Pad standar 2. Fluida Air Cooler : Air + es dengan Cooling Pad standar 3. Fluida Air Cooler : Air dengan Cooling Pad tambahan 4. Fluida Air Cooler : Air + es dengan Cooling Pad tambahan

42


4.4.

Peralatan Pengujian Pada pengujian variasi air cooler, diperlukan beberapa alat bantu, adapun

peralatan tersebut adalah: a. Termometer bola kering (dry bulb thermometer), sebagai alat pengukur temperatur udara kering. b. Termometer bola basah (wet bulb thermometer), sebagai alat pengukur temperature basah. c. Anemometer, sebagai alat pengukur kecepatan udara. d. Roll kabel listrik, digunakan untuk menyalurkan listrik dari pusat. e. Kalkulator dan alat tulis, digunakan untuk menulis dan mengolah data. f. Stopwatch, sebagai pengukur waktu.

Gambar 4.2 Termometer bola basah dan bola kering

Gambar 4.3 Roll kabel listrik

43


Gambar 4.4 Kalkulator

Gambar 4.5 Alat tulis

Gambar 4.6 Stopwatch

44


Gambar 4.7 Anemometer

4.5.

Cara Memperoleh Data Data yang diperoleh dicatat didalam table yang tersaji pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Data penelitian untuk variasi kecepatan.

No

4.6.

t (menit)

1

15

2

30

3

45

4

60

Kondisi Udara Masuk

Kondisi Udara Keluar

TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

Udara

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

(m/s)

V

Cara Mengolah Data Data yang telah diperoleh dari penelitian, kemudian diolah dengan

menggunakan bahasa pemrograman tertentu, pengolahan data kemudian disajikan dalam bentuk diagram batang. Untuk mengetahui kelembaban relative (RH) dilakukan dengan melihat pada Psychrometric Chart setelah semua data diperoleh. Untuk menghitung efisiensi pendinginan udara,

dilakukan dengan

mempergunakan Persamaan (2.9)

𝜂𝑒𝑣𝑎𝑝 =

𝑇𝑑𝑏𝑖𝑛 −𝑇𝑑𝑏𝑜𝑢𝑡 𝑇𝑑𝑏𝑖𝑛 −𝑇𝑤𝑏𝑖𝑛

(2.9)

45


pada Persamaan (2.9) Tdb,in = temperatur bola kering udara yang memasuki sistem Tdb,out = temperatur bola kering udara yang keluar sistem Twb,in = temperatur bola basah udara yang memasuki sistem

4.7.

Cara Menyimpulkan & Memberi Saran Setelah pengolahan data, dilakukan pembahasan terhadap hasil penelitian.

Pembahasan terhadap hasil penelitian dilakukan dengan memperhatikan hasil– hasil penelitian lain dan juga memperhatikan tujuan penelitian. Kesimpulan yang dibuat harus menjadi tujuan dari penelitian. Saran dibuat untuk memperbaiki jalannya penelitian yang telah dilakukan, agar bila penelitian dikembangkan untuk dilakukan dapat diperoleh hasil yang lebih baik.

46


BAB V HASIL PENGUJIAN DAN PERHITUNGAN SERTA PEMBAHASAN

5.1

Hasil Pengujian Hasil pencatatan pada saat pengujian Air Cooler meliputi : selang waktu,

kondisi air, temperatur bola kering udara masuk (TdBin), temperatur bola basah udara masuk (TwBin), kelembaban relatif udara masuk (RHin), temperatur bola kering udara keluar (TdBout), temperatur bola basah udara keluar (TwBout) dan kelembaban relatif udara keluar (RHout) disajikan pada Tabel 5.1 sampai Tabel 5.24 untuk semua data. Ada 3 kondisi kecepatan udara: (1) Kecepatan high (kondisi kipas high)

(2)

Kecepatan medium (kondisi kipas medium) (3)

Kecepatan low (kondisi kipas low).

5.1.1 Pengujian Air Cooler Dengan Menggunakan Cooling Pad Honey Comb, Cooling Pad Sponge, Cairan Pendingin Air Es dan Mesin pengering. Hasil pengujian air cooler menggunakan cooling pad honey comb dan fluida air disajikan pada Tabel 5.1 sampai dengan Tabel 5.3. Pengujian air cooler menggunakan cooling pad honey comb dan fluida air yang ditambahkan dengan balok es disajikan pada Tabel 5.4 sampai dengan Tabel 5.6. Pengujian air cooler menggunakan cooling pad honey comb dan fluida air yang ditambahkan dengan sponge cooling pad disajikan pada Tabel 5.7 sampai dengan Tabel 5.9. Pengujian air cooler menggunakan cooling pad honey comb dengan fluida air yang ditambahkan dengan balok es dan tambahan variasi sponge cooling pad disajikan pada Tabel 5.10 sampai dengan Tabel 5.12. Pengujian air cooler menggunakan cooling pad honey comb dengan fluida air yang ditambahkan dengan mesin pengering sebagai pengkondisian suhu udara masuk disajikan pada Tabel 5.13 sampai dengan Tabel 5.15. Pengujian air cooler menggunakan cooling pad honey comb dengan fluida air yang ditambahkan dengan balok es dan mesin pengering disajikan pada Tabel 5.16 sampai dengan Tabel 5.18. Pengujian air cooler menggunakan cooling pad honey comb dengan fluida air dan ditambahkan dengan

57


variasi sponge cooling pad disajikan dalam Tabel 5.19 sampai dengan Tabel 5.21. Pengujian air cooler menggunakan cooling pad honey comb dengan fluida air yang ditambahkan dengan balok es dan variasi sponge cooling pad disajikan pada Tabel 5.22 sampai dengan Tabel 5.24. Masing - masing pengujian dilakukan pada kecepatan low, medium dan high.

Tabel 5.1 Hasil pengujian air cooler menggunakan air dengan kecepatan kipas low.

No

t (menit)

Kondisi Udara Masuk


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

V Udara

Efisiensi

(m/s)

(%)

1

15

30,50

24,25

59,17

27,00

24,25

82,00

3,50

56,00

2

30

30,50

24,25

58,33

26,00

24,25

86,00

3,50

72,00

3

45

30,50

24,25

58,33

26,00

24,25

86,00

3,50

72,00

4

60

30,50

24,25

58,33

26,50

24,25

84,00

3,50

64,00

Tabel 5.2 Hasil pengujian air cooler menggunakan air dengan kecepatan kipas medium.

No

t (menit)

Kondisi Udara Masuk


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

V Udara

Efisiensi

(m/s)

(%)

1

15

30,50

24,25

58,33

27,00

24,25

82,00

4,50

56,00

2

30

30,50

24,25

58,33

26,00

24,25

86,00

4,50

72,00

3

45

30,50

24,25

58,33

26,00

24,25

86,00

4,50

72,00

4

60

30,50

24,25

59,17

26,50

24,25

84,00

4,50

64,00

58


Tabel 5.3 Hasil pengujian air cooler menggunakan air dengan kecepatan kipas high. Kondisi Udara Masuk No

t (menit)


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

V Udara

Efisiensi

(m/s)

(%)

1

15

30,50

24,25

59,17

27,00

24,25

82,00

5,50

56,00

2

30

30,50

24,25

59,17

26,00

24,25

86,00

5,50

72,00

3

45

30,50

24,25

59,17

26,00

24,25

86,00

5,50

72,00

4

60

30,50

24,25

59,17

26,50

24,25

84,00

5,50

64,00

Tabel 5.4 Rata – rata hasil pengujian dengan kecepatan low, medium dan high pada Tabel 5.1 sampai dengan Tabel 5.3 Kondisi Udara Masuk

kecepatan

low medium high


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

30,50 30,50 30,50

24,25 24,25 24,25

58,54 58,54 59,17

26,38 26,38 26,38

24,25 24,25 24,25

84,50 84,50 84,50

V Udara (m/s)

Efisiensi (%)

3,50 4,50

66,00 66,00

5,50

66,00

Tabel 5.5 Hasil pengujian air cooler menggunakan 2 liter balok es dengan kecepatan kipas low. Kondisi Udara Masuk No

t (menit)


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

V Udara

Efisiensi

(m/s)

(%)

1

15

31,50

21,00

42,14

23,50

21,00

81,25

3,50

76,19

2

30

31,50

21,00

42,14

23,50

21,00

81,25

3,50

76,19

3

45

31,50

21,00

42,14

23,50

21,00

81,25

3,50

76,19

4

60

31,50

21,00

42,14

23,50

21,00

81,25

3,50

76,19

59


Tabel 5.6 Hasil pengujian air cooler menggunakan 2 liter balok es dengan kecepatan kipas medium. Kondisi Udara Masuk No

t (menit)


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

V Udara

Efisiensi

(m/s)

(%)

1

15

31,50

21,00

42,14

24,50

21,00

73,75

4,50

66,67

2

30

31,50

21,00

42,14

24,50

21,00

73,75

4,50

66,67

3

45

31,50

21,00

42,14

24,50

21,00

73,75

4,50

66,67

4

60

31,50

21,00

42,14

24,50

21,00

73,75

4,50

66,67

Tabel 5.7 Hasil pengujian air cooler menggunakan air dan 2 liter balok es dengan kecepatan kipas high. Kondisi Udara Masuk No

t (menit)


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

V Udara

Efisiensi

(m/s)

(%)

1

15

31,50

21,00

42,14

25,00

21,00

70,00

5,50

61,90

2

30

31,50

21,00

42,14

25,00

21,00

70,00

5,50

61,90

3

45

31,50

21,00

42,14

25,00

21,00

70,00

5,50

61,90

4

60

31,50

21,00

42,14

25,50

21,00

70,00

5,50

57,14


kecepatan

low medium high


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

31,50 31,50 31,50

21,00 21,00 21,00

38,25 36,88 36,88

23,50 24,50 25,13

21,00 21,00 21,00

95,00 72,50 66,00

V Udara (m/s)

Efisiensi (%)

3,50 4,50 5,50

76,19 66,67 60,71

60


Tabel 5.9 Hasil pengujian air cooler menggunakan air dan tambahan modifikasi cooling pad sponge dengan kecepatan kipas low.

No

t (menit)

Kondisi Udara Masuk


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

V Udara

Efisiensi

(m/s)

(%)

1

15

31,50

22,00

42,86

24,00

22,00

83,75

3,50

78,95

2

30

31,50

22,00

42,86

24,00

22,00

83,75

3,50

78,95

3

45

31,50

22,00

42,86

24,00

22,00

83,75

3,50

78,95

4

60

31,50

22,00

42,86

24,50

22,00

82,50

3,50

73,68

Tabel 5.10 Hasil pengujian air cooler menggunakan air dan tambahan modifikasi cooling pad sponge dengan kecepatan kipas medium. Kondisi Udara Masuk No

t (menit)


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

V Udara

Efisiensi

(m/s)

(%)

1

15

31,50

22,00

42,13 24,50

22,00

82,50

4,50

73,68

2

30

31,50

22,00

42,13 24,50

22,00

82,50

4,50

73,68

3

45

31,50

22,00

42,13 24,50

22,00

82,50

4,50

73,68

4

60

31,50

22,00

42,86 25,00

22,00

77,50

4,50

68,42

Tabel 5.11 Hasil pengujian air cooler menggunakan air dan tambahan modifikasi cooling pad sponge dengan kecepatan kipas high.

No

t (menit)

Kondisi Udara Masuk


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

V Udara

Efisiensi

(m/s)

(%)

1

15

31,50

22,00

43,57

24,00

22,00

82,50

5,50

78,95

2

30

31,50

22,00

43,57

24,50

22,00

82,50

5,50

73,68

3

45

31,50

22,00

43,57

24,50

22,00

82,50

5,50

73,68

4

60

31,50

22,00

43,57

25,00

22,00

77,50

5,50

68,42

61



kecepatan

low medium high


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

31,50 31,50 31,50

22,00 22,00 22,00

42,50 42,86 42,86

24,13 24,63 24,50

22,00 22,00 22,00

82,50 80,00 82,50

V Udara (m/s)

Efisiensi (%)

3,50 4,50 5,50

77,63 72,37 73,68

Tabel 5.13 Hasil pengujian air cooler menggunakan air dan 2 liter balok es dengan tambahan modifikasi cooling pad sponge, kecepatan kipas low. Kondisi Udara Masuk No

t (menit)


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

V Udara

Efisiensi

(m/s)

(%)

1

15

31,50

22,00 42,36 22,00 22,00 100,00

3,50

100,00

2

30

31,50

22,00 42,36 22,00 22,00 100,00

3,50

100,00

3

45

31,50

22,00 42,36 22,50 22,00

96,67

3,50

94,74

4

60

31,50

22,00 42,36 22,50 22,00

96,67

3,50

94,74

Tabel 5.14 Hasil pengujian air cooler menggunakan air dan 2 liter balok es dengan tambahan modifikasi cooling pad sponge, kecepatan kipas medium.

No

t (menit)

Kondisi Udara Masuk


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

V Udara

Efisiensi

(m/s)

(%)

1

15

31,50

22,00 42,36 22,50

22,00 96,67

4,50

94,74

2

30

31,50

22,00 42,36 22,50

22,00 96,67

4,50

94,74

3

45

31,50

22,00 42,36 22,50

22,00 96,67

4,50

94,74

4

60

31,50

22,00 42,36 23,00

22,00 91,67

4,50

89,47

62


Tabel 5.15 Hasil pengujian air cooler menggunakan air dan 2 liter balok es dengan tambahan modifikasi cooling pad sponge, kecepatan kipas high. t

No

Kondisi Udara Masuk


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

V Udara

Efisiensi

(m/s)

(%)

(menit)

1

15

31,50

22,00 42,67 23,00

22,00 91,67

5,50

89,47

2

30

31,50

22,00 42,67 23,00

22,00 91,67

5,50

89,47

3

45

31,50

22,00 42,29 23,50

22,00 88,75

5,50

84,21

4

60

31,50

22,00 42,29 23,50

22,00 88,75

5,50

84,21

Tabel 5.16 Rata – rata hasil pengujian dengan kecepatan low medium dan high pada Tabel 5.13 sampai dengan Tabel 5.15 Kondisi Udara Masuk

kecepatan

Kondisi Udara Keluar V Udara (m/s)

Efisiensi (%)

98,33 100,00

3,50 4,50

97,37 93,42

88,75

5,50

86,84

TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

low medium

31,50 31,50

22,00 22,00

42,14 42,14

22,25 22,63

22,00 22,00

high

31,50

22,00

42,50

23,25

22,00

Tabel 5.17 Hasil Pengujian Air Cooler menggunakan air dengan pengkondisian suhu mesin pengering kecepatan low.

No

1 2 3 4

t (menit)

15 30 45 60

Kondisi Udara Masuk


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

53,00 53,00 53,80 53,80

28,50 28,50 28,50 28,50

15,22 15,00 15,22 15,22

39,10 39,40 39,50 39,80

28,50 28,50 28,50 28,50

45,29 44,38 43,53 45,29

V Udara (m/s)

Efisiensi (%)

3,50 3,50 3,50 3,50

56,73 55,51 56,52 55,34

63


Tabel 5.18 Hasil Pengujian Air Cooler menggunakan air dengan pengkondisian suhu mesin pengering kecepatan medium.

No

Kondisi Udara Masuk


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

52,80 52,60 52,40 51,60

28,50 28,50 28,50 28,50

15,00 15,65 15,65 16,96

38,30 38,30 38,20 38,10

28,50 28,50 28,50 28,50

47,65 47,65 48,82 48,82

t (menit)

1 2 3 4

15 30 45 60

V Udara (m/s)

Efisiensi (%)

4,50 4,50 4,50 4,50

59,67 59,34 59,41 58,44

Tabel 5.19 Hasil Pengujian Air Cooler menggunakan air dengan pengkondisian suhu mesin pengering kecepatan high.

No

Kondisi Udara Masuk


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

51,60 51,40 50,60 50,80

28,50 28,50 28,50 28,50

16,74 16,96 17,83 17,61

37,80 37,30 37,30 37,20

28,50 28,50 28,50 28,50

48,82 52,14 52,14 52,14

t (menit)

1 2 3 4

15 30 45 60

V Udara (m/s)

Efisiensi (%)

5,50 5,50 5,50 5,50

59,74 61,57 60,18 60,99


kecepatan

low medium high


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

53,40 52,35 51,10

28,50 28,50 28,50

14,35 15,87 17,17

39,45 38,23 37,40

28,50 28,50 28,50

43,33 48,24 58,26

V Udara (m/s)

Efisiensi (%)

3,50 4,50 5,50

55,89 59,22 60,62

64


Tabel 5.21 Hasil Pengujian Air Cooler menggunakan air dan 2 liter balok es dengan pengkondisian suhu mesin pengering kecepatan low.

No

1 2 3 4

t (menit)

15 30 45 60

Kondisi Udara Masuk


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

54,00 54,00 54,20 54,20

28,50 28,50 28,50 28,50

16,74 16,30 13,26 13,26

35,90 36,10 36,30 36,80

28,50 28,50 28,50 28,50

57,14 57,14 57,71 54,29

V Udara (m/s)

Efisiensi (%)

3,50 3,50 3,50 3,50

70,98 70,20 69,65 67,70

Tabel 5.22 Hasil Pengujian Air Cooler menggunakan air dan 2 liter balok es dengan pengkondisian suhu mesin pengering kecepatan medium.

No

1 2 3 4

t (menit)

15 30 45 60

Kondisi Udara Masuk


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

49,50 49,80 49,70 49,30

28,50 28,50 28,50 28,50

19,35 19,13 19,13 19,57

35,30 35,50 35,50 35,40

28,50 28,50 28,50 28,50

60,00 59,29 59,29 59,29

V Udara (m/s)

Efisiensi (%)

4,50 4,50 4,50 4,50

67,62 67,14 66,98 66,83

Tabel 5.23 Hasil Pengujian Air Cooler menggunakan air dan 2 liter balok es dengan pengkondisian suhu mesin pengering kecepatan high.

No

1 2 3 4

t (menit)

15 30 45 60

Kondisi Udara Masuk


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

46,40 46,40 46,40 46,40

28,50 28,50 28,50 28,50

26,79 26,79 26,79 26,79

34,30 34,20 34,10 34,10

28,50 28,50 28,50 28,50

68,33 68,33 69,17 69,17

V Udara (m/s)

Efisiensi (%)

5,50 5,50 5,50 5,50

67,60 68,16 68,72 68,72

65



kecepatan


Efisiensi (%)

55,71

3,50

69,33

28,50

59,29

4,50

67,14

28,50

65,50

5,50

68,30

TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

low

53,10

28,50

14,13

36,28

28,50

medium

49,58

28,50

19,13

35,43

high

46,40

28,50

25,71

34,18

Tabel 5.25 Hasil Pengujian Air Cooler menggunakan air dan modifikasi cooling pad sponge dengan pengkondisian suhu mesin pengering kecepatan low.

No

1 2 3 4

t (menit)

15 30 45 60

Kondisi Udara Masuk


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

54,00 54,20 53,10 53,60

29,00 29,00 29,00 29,00

16,17 14,35 15,65 15,00

36,30 36,30 36,30 36,70

29,00 29,00 29,00 29,00

42,78 57,86 58,57 57,14

V Udara (m/s)

Efisiensi (%)

3,50 3,50 3,50 3,50

70,80 71,03 69,71 68,70

Tabel 5.26 Hasil Pengujian Air Cooler menggunakan air dan modifikasi cooling pad sponge dengan pengkondisian suhu mesin pengering kecepatan medium.

No

1 2 3 4

t (menit)

15 30 45 60

Kondisi Udara Masuk


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

50,40 50,20 50,00 50,10

29,00 29,00 29,00 29,00

19,13 19,13 19,57 19,13

35,10 35,10 35,10 35,10

29,00 29,00 29,00 29,00

63,33 63,33 64,16 63,33

V Udara (m/s)

Efisiensi (%)

4,50 4,50 4,50 4,50

71,50 71,23 70,95 71,09

66


Tabel 5.27 Hasil Pengujian Air Cooler menggunakan air dan modifikasi cooling pad sponge dengan pengkondisian suhu mesin pengering kecepatan high. Kondisi Udara Masuk


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

47,60 47,90 47,70 48,00

29,00 29,00 29,00 29,00

23,93 24,29 23,93 23,57

34,60 34,30 34,00 34,00

29,50 29,00 29,00 29,00

66,67 66,67 62,50 61,67

t (menit)

No

1 2 3 4

15 30 45 60

V Udara (m/s)

Efisiensi (%)

5,50 5,50 5,50 5,50

69,89 71,96 73,26 73,68


kecepatan

low medium high


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

53,73 50,18 47,80

29,00 29,00 29,00

15,29 19,35 23,93

36,40 35,10 34,23

29,00 29,00 29,13

59,29 63,33 64,38

V Udara (m/s)

Efisiensi (%)

3,50 4,50 5,50

70,59 71,19 68,35

Tabel 5.29 Hasil Pengujian Air Cooler menggunakan air, 2 liter balok es dan modifikasi cooling pad sponge dengan pengkondisian suhu mesin pengering kecepatan low.

No

1 2 3 4

t (menit)

15 30 45 60

Kondisi Udara Masuk


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

54,00 54,00 54,40 54,50

29,00 29,00 29,00 29,00

15,32 15,22 14,13 13,70

35,00 34,30 34,70 34,20

29,00 29,00 29,00 29,00

71,25 68,33 66,67 66,67

V Udara (m/s)

Efisiensi (%)

3,50 3,50 3,50 3,50

76,00 78,80 77,56 79,61

67


Tabel 5.30 Hasil Pengujian Air Cooler menggunakan air, 2 liter balok es dan modifikasi cooling pad sponge dengan pengkondisian suhu mesin pengering kecepatan medium.

No

Kondisi Udara Masuk


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

50,50 50,60 50,40 50,10

29,00 29,00 29,00 29,00

19,13 18,70 19,35 19,13

33,50 33,60 33,70 33,80

29,00 29,00 29,00 29,00

66,67 68,33 68,33 72,50

t (menit)

1 2 3 4

15 30 45 60

V Udara (m/s)

Efisiensi (%)

4,50 4,50 4,50 4,50

79,07 78,70 78,04 77,25

Tabel 5.31 Hasil Pengujian Air Cooler menggunakan air, 2 liter balok es dan modifikasi cooling pad sponge dengan pengkondisian suhu mesin pengering kecepatan high.

No

Kondisi Udara Masuk


TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

47,70 47,00 47,30 47,40

29,00 29,00 29,00 29,00

23,57 25,71 25,00 24,29

33,10 32,60 32,10 32,00

29,00 29,00 29,00 29,00

77,50 77,50 75,00 75,00

t (menit)

1 2 3 4

15 30 45 60

V Udara (m/s)

Efisiensi (%)

5,50 5,50 5,50 5,50

78,07 80,00 83,06 83,70


kecepatan

low medium high


Efisiensi (%)

68,23 68,96

3,50 4,50

79,22 75,12

76,25

5,50

78,47

TdB

TwB

RH

TdB

TwB

RH

(oC)

(oC)

(%)

(oC)

(oC)

(%)

54,23 50,40 47,35

29,00 29,00 29,00

14,59 19,08 24,64

34,55 33,65 32,45

29,00 29,00 29,00

68


5.2

Perhitungan

5.2.1

Perhitungan RH Air Cooler Relative Humanity (RH) didapat dari grafik psicometrict chart.

Sebagai contoh: Tdb in=30,5 , Tdb out=27,00 , Twb in=Twb out=24,25 Relative Humanity in dan out didapat setelah mengetahui letak perpotongan titik A dan B

Gambar 5.1 Psychometric Chart

69


5.2.2

Perhitungan Efisiensi Air Cooler Perhitungan efisiensi air cooler menggunakan Persamaan (2.9)

𝜂𝐸𝑣𝑎𝑝 =

T𝑑𝐵 𝑖𝑛 − T𝑑𝐵 𝑜𝑢𝑡 x100% T𝑑𝐵 𝑖𝑛 − T𝑤𝐵 𝑜𝑢𝑡

Sebagai contoh perhitungan diambil dari rata-rata suhu air cooler dengan menggunakan cooling pad honey comb dan fliuda air. TdBin = 30,5oC, TwBin = 24,25oC, TdBout = 26,38oC dan TwBout = 24,25oC (data lain pada Tabel 5.1, Tabel 5.2 dan Tabel 5.3). 𝜂𝐸𝑣𝑎𝑝 =

(30,5 − 26,38) × 100% (30,5 − 24,25)

𝜂𝐸𝑣𝑎𝑝 = 66 %

Hasil perhitungan untuk data yang lain, yang dilakukan dengan cara perhitungan yang sama secara lengkap berdasarkan kecepatan putar air cooler disajikan pada Tabel 5.1 sampai dengan Tabel 5.3

5.2.3

Perhitungan Efisiensi Air Cooler Menggunakan Cooling Pad Honey Comb dan Cooling Pad Sponge dengan Fluida Air Perhitungan efisiensi air cooler (evaporative cooler) dengan menggunakan

cooling pad honey comb dan cooling pad sponge dan fluida air dilakukan dengan menggunakan Persamaan (2.9) 𝜂𝐸𝑣𝑎𝑝 =


Sebagai contoh perhitungan diambil dari rata-rata suhu pada tabel 5.7 TdBin = 31,5oC, TwBin = 22oC, TdBout = 24,13oC dan TwBout = 22oC 𝜂𝐸𝑣𝑎𝑝 =

(31,5 − 24,13) × 100% (31,5 − 22)

𝜂𝐸𝑣𝑎𝑝 = 77,63% Hasil perhitungan untuk data yang lain, yang dilakukan dengan cara perhitungan yang sama secara lengkap pada kecepatan low, medium dan high disajikan pada Tabel 5.7, Tabel 5.8 dan Tabel 5.9.

70


5.2.4

Perhitungan Efisiensi Air Cooler Menggunakan Cooling Pad Honey Comb dan Fluida Air dengan Balok Es Perhitungan efisiensi air cooler dengan menggunakan cooling pad honey

comb dan fluida air yang ditambahkan dengan balok es dilakukan dengan menggunakan Persamaan (2.9) Sebagai contoh perhitungan diambil dari rata-rata suhu pada Tabel 5.4. TdBin = 31,5oC, TwBin = 21oC, TdBout = 23,5oC dan TwBout = 21oC η𝐸𝑣𝑎𝑝 =

(31,5 − 23,5) × 100% (31,5 − 21)

𝜂𝐸𝑣𝑎𝑝 = 76,19% Hasil perhitungan untuk data yang lain, yang dilakukan dengan cara perhitungan yang sama secara lengkap disajikan pada Tabel 5.4, Tabel 5.5 dan Tabel 5.6.

5.2.5

Perhitungan Efisiensi Air Cooler Menggunakan Cooling Pad Honey Comb dan Cooling Pad Sponge dengan Fluida Air dan Balok Es Perhitungan efisiensi air cooler dengan menggunakan cooling pad honey

comb dan cooling pad sponge dan cairan pendingin air dilakukan dengan mempergunakan Persamaan (2.9) 𝜂𝐸𝑣𝑎𝑝 =


Sebagai contoh perhitungan diambil dari suhu rata-rata Tabel 5.10 TdBin = 31,5oC, TwBin = 22oC, TdBout = 22,25oC dan TwBout = 22oC 𝜂𝐸𝑣𝑎𝑝 =

(31,5 − 22,25) × 100% (31,5 − 22)

𝜂𝐸𝑣𝑎𝑝 =97,37% Hasil perhitungan untuk data yang lain, yang dilakukan dengan cara perhitungan yang sama secara lengkap pada kecepatan low, medium dan high disajikan pada Tabel 5.10, Tabel 5.11 dan Tabel 5.12.

71


5.3

Analisa Data Agar data lebih mudah dibaca dan pola data lebih mudah dianalisa dan

untuk memberikan informasi yang jelas maka data-data pada tabel ditampilkan dalam bentuk diagram batang.

5.3.1

Pengaruh Tambahan Variasi Cooling Pad Sponge Terhadap Efisiensi Air Cooler Gambar 5.2 menyajikan efisiensi hubungan antara air cooler tanpa variasi

dan air cooler dengan variasi sponge cooling pad.

90.00 80.00

77.63% 72.37%

70.00 66.00%

66.00%

66.00%

68.42%

Efisiensi

60.00 50.00

Air Cooler tanpa variasi

40.00 Air Cooler dengan tambahan variasi sponge

30.00 20.00

10.00 0.00

1

2

3

Kecepatan Putar Air Cooler

Gambar 5.2 Grafik Pengaruh variasi cooling pad sponge terhadap efisiensi air cooler.

Gambar 5.2 Dari grafik diatas menunjukkan efisiensi air cooler meningkat setelah ditambahkan variasi cooling pad sponge. Efisiensi air cooler paling tinggi terjadi pada saat kecepatan 1, hal ini disebabkan karena kecepatan aliran udara yang lebih lambat yang menyentuh bidang permukaan cooling pad honey comb dan cooling pad sponge. Sehingga udara yang bersentuhan dengan air yang mengalir lebih lama dan kemudian di hembuskan oleh blower yang menyebabkan

72


suhu udara menjadi lebih rendah. Data diagram diperoleh dari Tabel 5.1 sampai dengan Tabel 5.3 dan Tabel 5.7 sampai dengan Tabel 5.9

5.3.2

Pengaruh Variasi Cooling Pad Sponge dan Balok Es Terhadap Efisiensi Air Cooler Gambar 5.3 menyajikan pengaruh variasi cooling pad sponge dan balok es

terhadap efisiensi air cooler

120.00 100.00

97.37 %

93.42% 86.84 %

Efisiensi

80.00

76.19 % 66.67 %

Air Cooler dengan balok es tanpa tambahan variasi

60.71%

60.00

Air Cooler dengan tambahan variasi Cooling Pad sponge dan balok es

40.00 20.00 0.00 1

2

3

Kecepatan putar Air Cooler

Gambar 5.3 Grafik Pengaruh variasi cooling pad sponge dan 2 Liter balok es terhadap efisiensi air cooler. Gambar 5.3 menunjukkan peningkatan efisiensi air cooler yang lebih tinggi. Efisiensi air cooler terbaik didapat dengan menambahkan variasi cooling pad sponge dan balok es pada kecepatan 1. Peningkatan efisiensi terjadi karena adanya dua cooling pad, yaitu cooling pad honey comb yang merupakan cooling pad dari air cooler itu sendiri kemudian cooling pad sponge yang merupakan variasi tambahan untuk air cooler ini, juga digunakannya 2 balok es ukuran 2 liter yang menambah suhu menjadi dingin. Data dalam grafik diperoleh dari Tabel 5.4 sampai dengan Tabel 5.6 dan Tabel 5.10 sampai dengan Tabel 5.12

73


5.3.3

Pengaruh Tambahan Variasi Cooling Pad Sponge Terhadap Efisiensi Air Cooler dengan Pengkondisian Udara Menggunakan Mesin Pengering Gambar 5.4 menyajikan pengaruh ditambahkannya mesin pengering pada

air cooler sebelum dan sesudah variasi sebagai pengkondisian udara.

80.00

70.07 %

71.19 %

72.21 %

70.00

Efisiensi

60.00

59.22 %

56.02 %

60.62 %

Air Cooler tanpa variasi dengan pengkondisian udara mesin pengering

50.00 40.00 30.00

Air Cooler dengan tambahan variasi dan pengkondisian udara mesin pengering

20.00

10.00 0.00 1

2

3

Kecepatan Putar Air Cooler

Gambar 5.4 Grafik pengaruh variasi cooling pad sponge terhadap efisiensi air cooler dengan penambahan mesin pengering sebagai pengkondisian udara.

Gambar 5.4 memperlihatkan pengaruh ditambahkannya mesin pengering pada air cooler sebelum dan sesudah ditambahkan variasi sebagai pengkondisian udara. Mesin pengering dapat menghasilkan suhu hingga 55ᵒC. Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui seberapa besar penurunan suhu yang dihasilkan air cooler yang ada dipasaran jika dihadapkan dalam berbagai kondisi suhu udara dan berapa persen efisiensi yang didapatkan. Efisiensi tertinggi didapat pada kecepatan 3. Hal ini disebabkan karena udara dengan suhu tinggi yang keluar melalui kondensor berbanding lurus dengan kecepatan aliran udara yang diberikan. Udara yang keluar melalui kondensor lebih cepat terhisap keluar pada kecepatan 3 dibandingkan pada kecepatan 1 dan 2 sehingga suhu udara yang keluar melalui

74


kondensor berbanding lurus dengan kecepatan aliran udara yang diberikan. Data grafik diperoleh dari Tabel 5.13 sampai dengan Tabel 5.15 dan Tabel 5.19 sampai dengan Tabel 5.21

5.3.4

Pengaruh Tambahan Variasi Sponge cooling Pad dan Balok Es Terhadap Efisiensi Air Cooler dengan Pengkondisian Udara Menggunakan Mesin Pengering Gambar 5.5 menunjukkan pengaruh ditambahkannya variasi cooling pad

sponge dan balok es terhadap air cooler jika menggunakan mesin pengering sebagai pengkondisian udara.

90.00 80.00 70.00

78.00 69.63 %

78.27 67.14 %

81.20 68.30 %

Efisiensi

60.00 50.00

Air Cooler dengan balok es dan pengkondisian udara mesin pengering

40.00 30.00

Air Cooler dengan tambahan variasi sponge dengan balok es dan pengkondisian udara mesin pengering

20.00 10.00 0.00 1

2

3

Kecepatan putar Air Cooler

Gambar 5.5 Pengaruh variasi cooling pad sponge dan 2 liter balok es terhadap efisiensi air cooler dengan penambahan mesin pengering sebagai pengkondisian udara.

Grafik diatas memperlihatkan pengaruh variasi dan balok es terhadap air cooler jika diberikan mesin pengering sebagai pengkondisian udara. Efisiensi tertinggi terjadi pada kecepatan 3. Hal ini disebabkan karena udara yang keluar dari kondensor berbanding lurus dengan kecepatan yang diberikan air cooler. Semakin tinggi kecepatan, semakin tinggi daya hisap air cooler terhadap udara yang dikeluarkan kondensor.

75


5.4

Membandingkan Efisiensi Air Cooler Ditambahkannya variasi cooling pad sponge pada air cooler sangat

berpengaruh terhadap efisiensinya, dibuktikan dari grafik yang ditampilkan pada gambar 5.1 efisiensi air cooler terbaik terdapat pada kecepatan 1 yaitu sebesar 77,63% dengan menggunakan variasi cooling pad sponge dan 66% tanpa menggunakan variasi cooling pad sponge. Gambar 5.2 menyajikan pengaruh balok es dan tambahan variasi yang juga dapat meningkatkan efisiensi kerja air cooler lebih tinggi dari grafik yang disajikan pada gambar 5.1. Efisiensi tertinggi dihasilkan oleh air cooler dengan variasi cooling pad sponge dan balok es pada kecepatan 1 yaitu sebesar 97,37% sedangkan efisiensi air cooler hanya dengan balok es sebesar 76,19%. Mesin Pengering digunakan dalam penelitian ini sebagai pengkondisian udara dengan maksud untuk mengetahui bagaimana efisiensi kerja air cooler jika berada dalam suhu yang sangat tinggi. Terbukti pada gambar 5.3 efisiensi air cooler dengan variasi cooling pad sponge menggunakan mesin pengering mencapai 72,21% dan 60,62% untuk air cooler tanpa variasi namun menggunakan mesin pengering. Gambar 5.4 menunjukkan efisiensi air cooler dengan mesin pengering yang dihasilkan dengan tambahan variasi dan balok es sebesar 81,20% dan 68,30% untuk air cooler dengan mesin pengering dan balok es. Dari Gambar 5.1 sampai 5.4 dapat disimpulkan penelitian air cooler menggunakan cooling pad honey comb dan variasi sponge cooling pad, dengan variasi kecepatan udara low, medium dan high serta menggunakan balok es dan air juga mesin pengering sebagai pengkondisian udara, hasil efisiensi terbaik dari semua penelitian air cooler adalah menggunakan cooling pad honey comb dengan cooling pad sponge dan balok es. Hasil efisiensi terburuk adalah air cooler menggunakan cooling pad honey comb dengan fluida air.

76


BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan Dari hasil tambahan variasi cooling pad sponge, balok es dan tambahan mesin pengering sebagai pengkondisian udara dalam penelitian air cooler yang telah dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Efisiensi yang didapat: a. Untuk kondisi udara masuk air cooler dengan Tdb = 31,50 ºC dan Twb = 22 ºC, dengan menggunakan sponge dan fluida air, efisiensi yang didapat adalah: 

Kecepatan low (3,50 m/s) = 77,63%



Kecepatan medium (4,50 m/s) = 72,37 %



Kecepatan High (5,50 m/s) = 68,42 %

b. Untuk kondisi udara masuk air cooler dengan Tdb = 31,50 ºC dan Twb = 22 ºC, dengan menggunakan sponge dan fluida air + 2 liter balok es, efisiensi yang didapat adalah: 

Kecepatan low (3,50 m/s) = 97,37 %







c. Untuk kondisi udara masuk air cooler dengan Tdb = 53,73 ºC dan Twb = 29 ºC pada kecepatan low, Tdb = 50,8 ºC dan Twb = 29 ºC pada kecepatan medium, Tdb = 47,8 ºC dan Twb = 29 ºC pada kecepatan high dengan menggunakan sponge dan fluida air + mesin pengering, efisiensi yang didapat adalah: 








77


d. Untuk kondisi udara masuk air cooler dengan Tdb = 54,23 ºC dan Twb = 29 ºC pada kecepatan low, Tdb = 50,40 ºC dan Twb = 29 ºC pada kecepatan medium, Tdb = 47,35 ºC dan Twb = 29 ºC pada kecepatan high dengan menggunakan sponge dan fluida air + 2 liter balok es + mesin pengering, efisiensi yang didapat adalah: 








2. Penurunan suhu yang dihasilkan air cooler di pasaran sekitar 4ºC, sedangkan jika menggunakan tambahan variasi cooling pad sponge penurunan mencapai 7,3ºC. Apabila ditambahkan dengan balok es dan variasi cooling pad sponge, penurunan mencapai 9ºC.

6.2 Saran Adapun beberapa saran yang dapat menjadikan pengembangan dan perbaikan dalam penelitian air cooler : a.

Pengambilan data air cooler dapat dikembangkan dengan menjadikan cairan pendingin pada water tank selalu dalam keadaan dingin tanpa harus menggunakan balok es.

b.

Pengambilan data sebaiknya dilakukan di ruangan cenderung tertutup, karena jika dilakukan di ruangan terbuka suhu udara luar berubah-ubah dan bisa mempengaruhi kinerja air cooler dan data yang didapat pun kurang baik.

78


DAFTAR PUSTAKA Selrianus. 2008. Perencanaan Dan Pembuatan Cooling Pad Untuk Evaporative Song, Xu, dkk. 2015. Cooling and Dehumidification Capacity Chart of Surface Air Cooler in Air Conditioning Elgendy, E, dkk. 2014. Performance Enhancement of a Desisccant Evaporative Cooling System Using Direct/Indirect Evaporative Cooler Xu, J, dkk. 2014. Experimental Performance of Evaporative Cooling Pad Systems in Greenhouses in Humid Subtropical Climates Chen, Yi, dkk. 2015. Indirect evaporative Cooler Considering Condensation From Primary Air: Model Development and Parameter analysis

79


LAMPIRAN - LAMPIRAN

80

PERUBAHAN EFISIENSI KERJA AIR COOLER DENGAN SPONGE

Recommend Documents