RANCANG BANGUN PERALATAN PENYEGAR SUHU UDARA DALAM RUANG

TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN PERALATAN PENYEGAR SUHU UDARA DALAM RUANG

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Meraih Gelar Sarjana Strata-1 ( S1 )

Disusun Oleh : Nama : Endang Purnama NIM : 01300-045

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2008

LEMBAR PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini :

NAMA

:

ENDANG PURNAMA

NIM

:

01300-045

JURUSAN

:

TEKNIK MESIN

FAKULTAS

:

TEKNOLOGI INDUSTRI

PERGURUAN TINGGI

:

UNIVERSITAS MERCU BUANA

Menyatakan dengan sesungguh-sungguhnya dan sebenar-benarnya bahwa Tugas Akhir yang saya buat dan saya susun ini adalah hasil pemikiran serta karya saya sendiri. Tugas Akhir ini tidak dibuat oleh orang lain atau pun menduplikat milik orang lain, baik sebagian atau keseluruhan isinya. Kutipan-kutipannya pun hanya diambil dari referensi-referensi yang telah disebutkan sumbernya.

Tangerang,

Mei 2008

Yang membuat pernyataan

( Endang Purnama )

i

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

“PENGKONDISIAN SUHU UDARA DI DALAM RUANGAN”

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Dalam Menempuh Gelar Sarjana Strata Satu (S1)

Tugas ini telah diperiksa dan disetujui oleh :

Pembimbing Tugas Akhir

Koordinator Tugas Akhir

( Nanang Ruhiyat, ST. MT )

( Nanang Ruhiyat, ST. MT )

ii

ABSTRAK

Penyegaran udara adalah suatu jenis proses mendinginkan suhu udara sehingga dapat mencapai temperatur dan kelembaban yang sesuai dengan persyaratan terhadap kondisi udara dari suatu ruangan tertentu. Penyegaran udara dimaksudkan untuk menyegarkan suatu ruangan agar memberikan kenyamanan kerja bagi orang yang melakukan suatu kegiatan tertentu. Perancangan alat penyegaran suhu udara dilakukan untuk mendapatkan karakteristik kegunaan, keuntungan serta kerugian dalam mempergunakan alat tersebut. Sistem pengoperasian alat ini mempergunakan tenaga pompa kompresor air dengan daya listrik 125 Watt yang dihubungkan dengan nozzle. Proses pengujian dilakukan menggunakan objek ruang uji dengan luas 0,074704 m³ dengan tiga titik pengujian yang diukur menggunakan thermometer untuk mendapatkan beda temperatur. Di bawah ini merupakan tabel data hasil analisa sebelum dan sesudah pengujian.

Ruang uji Titik 1

Temperatur °C Sebelum Sesudah 28 24

Waktu pengujian Menit 15

Kelembaban relatif % Sebelum Sesudah 50 70

Titik 2

28

23

15

50

70

Titik 3

28

22

15

50

70

KATA PENGANTAR

Dengan menyebut nama Allah SWT Yang Maha Pengasih Lagi Maha Penyayang, Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah atas rahmat dan karunia serta taufik dan hidayah-Nya, Sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul “PENGKONDISIAN SUHU UDARA DALAM RUANGAN”. Tidak lupa shalawat dan salam penulis sampaikan kepada Nabi Muhammad SAW, sebagai pemimpin dan penyelamat manusia di dunia dan akhirat. Penulisan laporan Tugas Akhir ini dibuat dan diajukan untuk memenuhi syarat mendapatkan geklar kesarjanaan Strata 1 ( S1 ) pada Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Teknik Mesin, Universitas Mercu Buana. Penulisan laporan Tugas Akhir ini tidak dapat terwujud tanpa adanya petunjuk, pengarahan serta bimbingan dari berbagai pihak yang telah ikut membantu dalam menyusun laporanTugas Akhir ini. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu, khususnya : 1. Bapak dan ibuku serta serta keluarga yang selalu memberikan dukungan baik moril maupun materil. 2. Bapak Nanang Ruchiyat, ST. MT, selaku dosen pembimbing sekaligus koordinator Tugas Akhir ini yang meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan kepada penulis.

iii

3. Para pemimpin, dosen dan karyawan Fakultas Teknologi Industri. 4. Bapak Ir. Yuriadi Kusuma, M. Sc, Selaku Dekanat Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana. 5. Bapak Ir. Rulli Nutranta, M.Eng, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana. 6. Bapak Firman dan Bapak Mantri, selaku Pembimbing di Laboratorium Proses Produksi Universitas Mercu Buana, Terima Kasih Banyak yang telah memberikan bekal Ilmu Pengetahuan. 7. Rudi Tahiyan, ST, Joko Tri Windarto, ST, Ari Yulianto, A. Gunawan R, Brata Umbaran ST, dan bagi rekan-rekan yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu dan khususnya untuk angkatan 2000,2001,2002. 8. Pury, Lia, dan Lala yang selama ini selalu memberikan dukungannya.

Akhirnya hanya kepada Allah SWT jualah penulis panjatkan do’a semoga bantuan dan jasa yang telah diberikan mendapatkan balasan yang setimpal dari Allah SWT. Penulis menyadari bahwa penyusunan laporan Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan serta masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan. Akhir kata semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat khususnya bagi penulis dan pada umumnya bagi orang lain.

Tangerang, Mei 2008

Penulis

iv

DAFTAR ISI

LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN ……………………………………………………… ii KATA PENGANTAR ………………………………………………………..... iii ABSTRAK ……………………………………………………………………… iv DAFTAR ISI …………………………………………………………………….vi DAFTAR TABEL………………………………………………………………...ix DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………………. x NOMENLKATUR ……………………………………………………………….xi BAB I. PENDAHULUAN ………………………………………………………1 1.1 Latar Belakang ………………………………………………………………..1 1.2 Tujuan Perancangan …………………………………………………………. 2 1.3 Pembatasan Masalah ………………………………………………………….2 1.4 Metode Penulisan ……………………………………………………………. 3 1.5 Sistematika Penulisaan ………………………………………………………. 4 BAB II. DASAR TEORI ………………………………………………………..6

2.1 Teori Dasar Penyegar Suhu Udara …………………………………………..6 2.2 Prosess Penyegar Suhu Udara ………………………………………………. 9 2.2.1 Suatu Contoh Proses Penyegar Suhu Udara Dalam Ruang …………… 9 2.2.2 Perhitungan Penyegar Suhu Udara dengan Diagram Psikometrik …… 10 2.3 Beban Kalor dan Sistem Penyegar Suhu Udara …………………………… 12 2.3.1 Beban Kalor …………………………………………………………… 13 2.3.2 Bebaan Kalor Ruangan daan Udara Penyegar …………………………14 2.4 Gambaran tentang Jeenis Mesin Penyegar Udara yang banyak digunakan secara umum ……………………………………………………..15 1. Penyegar Udara (air Conditioner) …………………………………………15 2. Unit Coil Kipas Udara dan unit pengolah udara (fan coil dan air handling unit) …………………………………………………………….. 16 3. Unit Induksi (Induction unit)……………………………………………… 17 4. Unit Pendingin air (Chiling Unit) …………………………………………17 5. Unit Pengembun (Condensing Unit) ……………………………………... 18 6. Unit menaraa pendingin (Cooling tower) ………………………………… 18 2.5 Fungsi Alat Penyegar Udara Yang Telah Dimodifikasi ……………………. 19

2.6 Komponen-komponen Utama Alat …………………………………………. 19 2.7 Keuntungan daan Kerugian Alat Penyegar Udara Yang Telah Dimodifikasi …………………………………………………………………20 BAB III PERANCANGAN ALAT ANALISA ……………………………... 21 3.1 Perancangan Alat …………………………………………………………… 21 3.1.1 Jenis alat yang akan dirancang ……………………………………….. 22 3.1.2 Kegunaan / fungsi alat yang dirancang ………………………………...23 3.1.3 Komponen- komponen alat dan pemasangannya……………………... 23 3.2 Proses Analisa ………………………………………………………………. 30 3.2.1 Analisa fungsi komponen-komponen alat ……………………………. 31 3.2.2 Analisa data pengujian ruang uji ……………………………………... 32 BAB IV PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN ………………………….. 35 4.1 Kondisi Perhitungan Beban Pendingin …………………………………….. 35 4.2 Perhitungan Beban Kalor …………………………………………………... 37 4.2.1 Beban Kalor Sensibel ruang uji ……………………………………… 37 4.2.2 Beban Kalor laten ruang uji ………………………………………….. 38 4.3 Pendistribusian udara pada ruang uji ………………………………………. 38 4.3.1 Jumlah udara yang diperlukan untuk pendinginan ……………………. 39

4.3.2 Perhitungan saluran suplay udara pada ruang uji ……………………. 40 BAB V PENUTUP ……………………………………………………………..43 5.1 Kesimpulan ………………………………………………………………… 43 5.2 Saran ……………………………………………………………………….. 44 DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………………... 45 LAMPIRAN ……………………………………………………………………. 46

DAFTAR TABEL

1. Tabel 2.1 : Temperatur dan Kelembaban Relatif Sesuai jenis Ruangan ……... 7 2. Tabel 3.1 : Data Analisa Ruang Uji Pendinginan ……………………………36 3. Tabel 3.2 : Data Analisa Ruang Uji Setelah Pendinginan …………………... 37 4. Tabel 4.1 : Kondisi Perancangan Suhu Udara Ruang Uji ………………….. 38 5. Tabel 4.2 : Kondisi Perancangan Suhu Udara di luar Ruang Uji ………….. 39

DAFTAR GAMBAR 1. Gambar 2.1

: Proses Penyegaran Suhu Udara Dalam Ruang …………….. 9

2. Gambar 2.2

: Grafik Psikometri Pencampuran Dua arus Udara Lembab …………………………………………………… 10

3. Gambar 2.3

: Grafik Psikometri Proses Penygaran Udara dan Variasi Pada Diagram Udara ……………………………………………. 12

4. Gambar 3.1

: Pompa Kompresor ………………………………………… 24

5. Gambar 3.2

: Selang Penghisap …………………………………………..24

6. Gambar 3.3

: Selang Penyembur ………………………………………… 25

7. Gambar 3.4

: Selang Sirkulasi …………………………………………. .. 26

8. Gambar 3.5

: Pipe Fitting Trine Ports Nozzle ………………………….. 26

9. Gambar 3.5

: Fog Spraying Nozzle ……………………………………... 27

10. Gambar 3.6

: One Way Conector ……………………………………… 28

11. Gambar 3.7

: Filter Air …………………………………………………. 28

12. Gambar 3.8 (a) : High Pressure …………………………………………….. 29 13. Gambar 3.8 (b) : High Pressure dihubungkan dengan kedua One Way Connector ……………………………………………….

29

14. Gambar 3.8 (c) : Highy Pressure dihubungkan dengan Pipe Fitting Train Ports Nozzle dan One Way Connector ………………… 29 15. Gambar 3.9

: Fan atau Kipas Angin ………………………………….. 30

16. Gambar 3.10

: Wadah / Penampung Air ………………………………… 30

17. Gambar 3.11

: Sketsa Proses Pengkabutan dan Pendingan Ruang Uji …... 33

NOMENKLATUR

1.

Hs

= Beban kalor sensibel ( kCal / jam )

2.

Ta

= Temperatur udara penyegar (°C )

3.

Tr

= Temperatur udara di dalam ruangan (°C )

4.

G

= Jumlah aliran udara penyegar ( kg / jam )

5.

W

= Uap air yang terjadi ( kg / jam )

6.

HL

= Beban kalor laten ( kCal / jam )

7.

Xr

= Perbandingan kelembaban udara ruangan ( kg/ ? )

8.

Q

= Volume udara masuk ruangan ( m³ / jam )

9.

v

= Volume spesifik udara masuk ( m³ / kg )

KATA PENGANTAR

Dengan menyebut nama Allah SWT Yang Maha Pengasih Lagi Maha Penyayang, Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah atas rahmat dan karunia serta taufik dan hidayah-Nya, Sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan

Tugas

Akhir

ini

dengan

judul

“RANCANG

BANGUN

PERALATAN PENYEGAR SUHU UDARA DALAM RUANG”. Tidak lupa shalawat dan salam penulis sampaikan kepada Nabi Muhammad SAW, sebagai pemimpin dan penyelamat manusia di dunia dan akhirat. Penulisan laporan Tugas Akhir ini dibuat dan diajukan untuk memenuhi syarat mendapatkan geklar kesarjanaan Strata 1 ( S1 ) pada Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Teknik Mesin, Universitas Mercu Buana. Penulisan laporan Tugas Akhir ini tidak dapat terwujud tanpa adanya petunjuk, pengarahan serta bimbingan dari berbagai pihak yang telah ikut membantu dalam menyusun laporanTugas Akhir ini. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu, khususnya : 1. Bapak dan ibuku serta serta keluarga yang selalu memberikan dukungan baik moril maupun materil. 2. Bapak Nanang Ruchiyat, ST. MT, selaku dosen pembimbing sekaligus koordinator Tugas Akhir ini yang meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan kepada penulis.

3. Para pemimpin, dosen dan karyawan Fakultas Teknologi Industri. 4. Bapak Ir. Yuriadi Kusuma, M. Sc, Selaku Dekanat Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana. 5. Bapak Ir. Rulli Nutranta, M.Eng, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana. 6. Bapak Firman dan Bapak Mantri, selaku Pembimbing di Laboratorium Proses Produksi Universitas Mercu Buana, Terima Kasih Banyak yang telah memberikan bekal Ilmu Pengetahuan. 7. Rudi Tahiyan, ST, Joko Tri Windarto, ST, Ari Yulianto, A. Gunawan R, Brata Umbaran ST, dan bagi rekan-rekan yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu dan khususnya untuk angkatan 2000,2001,2002. 8. Pury, Lia, dan Lala yang selama ini selalu memberikan dukungannya.

Akhirnya hanya kepada Allah SWT jualah penulis panjatkan do’a semoga bantuan dan jasa yang telah diberikan mendapatkan balasan yang setimpal dari Allah SWT. Penulis menyadari bahwa penyusunan laporan Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan serta masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan. Akhir kata semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat khususnya bagi penulis dan pada umumnya bagi orang lain. Tangerang, Mei 2008

Penulis

Tugas Akhir

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Penyegaran udara adalah suatu jenis proses mendinginkan suhu udara sehingga dapat mencapai temperatur dan kelembaban yang sesuai dengan persyaratan terhadap kondisi udara dari suatu ruangan tertentu. Penyegaran udara dimaksudkan untuk menyegarkan suatu ruangan agar memberikan kenyamanan kerja bagi orang yang melakukan suatu kegiatan tertentu. Penyegaran suhu udara saat ini juga diterapkan di industri yaitu dengan menyegarkan udara dalam ruangan karena diperlukan oleh proses, bahan dan peralatan yang ada di dalamnya. Sekarang ini banyak alat penyegaran udara yang berukuran kecil maupun besar yang beredar dipasaran, bentuk dan sistemnya pun berbeda-beda. Pemilihan alat penyegaran suhu udara ini dapat disesuaikan dengan bentuk bangunan atau ruang dan juga tergantung dari kebutuhannya. Alat penyegaran udara dalam gedung biasanya

Universitas Mercu Buana

1

Tugas Akhir

menggunakan alat penyegaran udara sistem sentral (AC Central) ini dikarenakan sebuah gedung mempunyai banyak ruangan, ada juga alat penyegaran suhu udara yang sistem kerjanya sangat sederhana dengan mengunakan media air yang disemprotkan melalui nosel dengan tekanan yang dihasilkan oleh pompa kompresor atau motor listrik, biasanya alat penyegar jenis ini dipakai pada ruangan kecil atau di luar ruangan seperti kebun. Penyegaran suhu udara pada ruangan baik yang berukuran kecil maupun besar pada umumnya digunakan untuk kenyamanan penghuni yang ada di dalamnya. Pada gedung perkantoran kenyamanan juga menjadi kebutuhan pokok bagi penghuninya. I.2 Tujuan Perancangan Tujuan dari perancangan alat penyegar suhu udara ini adalah untuk mendapatkan karakteristik kegunaan yang mungkin dapat berguna bagi orang banyak dan pertimbangan keuntungan dan kerugian dalam mempergunakan alat penyegar suhu udara ini. I.3 Pembatasan Masalah Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis mengambil pembatasan masalah sebagai berikut : a. Perancangan dan perakitan komponen alat penyegar suhu udara. b. Analisa pengujian dan perhitungan beban pendinginan pada ruang uji


2

Tugas Akhir

I.4 Metode Penulisan Metode penulisan yang digunakan oleh penulis dalam menyusun Tugas Akhir ini adalah : a. Metode Kepustakaan Metode kepustakaan digunakan oleh penulis untuk mengumpulkan data-data sekunder, yaitu dengan cara mencari referensi dari buku-buku yang berhubungan dengan Tugas Akhir ini. b. Metode Deduktif Metode ini menguraikan bahasan dari hal yang umum kepada hal yang khusus sehingga dapat diambil suatu keputusan. c. Diskusi Metode ini dipakai penulis untuk mengumpulkan data-data primer dan sekunder dengan mengadakan diskusi dengan teman dan orang yang memiliki wawasan luas tentang pengkondisian suhu udara.


3

Tugas Akhir

I.5 Sistematika Penulisan BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang latar belakang, tujuan penulisan, pembatasan masalah, metodologi penulisan dan sistematika penulisan BAB II DASAR TEORI Bab ini membahas tentang teori dasar, perancangan komponen utama dan komponen lainnya dan juga membahas proses kerja serta keuntungan dan kerugian dari alat

Penyegar

Suhu Udara Dalam Ruangan yang sudah

dimodifikasi. BAB III PERANCANGAN ALAT DAN ANALISA Pada bab ini menerangkan bagaimana proses perakitan dan kerja alat serta pengambilan data hasil analisa BAB IV PERHITUNGAN BEBAN PENDINGINAN Bab ini berisi tentang perhitungan – perhitungan beban pendinginan pada ruang uji hasil analisa pengujian.


4

Tugas Akhir

BAB V PENUTUP Bab ini berisi kesimpulan dari rangcangan serta saran untuk perbaikan dan pengembangan dari alat pengkondisian suhu udara dalam ruangan. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN


5

Tugas Akhir

BAB II DASAR TEORI

2.1 Teori Dasar Penyegar Suhu Udara Penyegaran suhu udara yaitu suatu proses mendinginkan atau menyejukkan udara sehingga dapat mencapai temperatur dan kelembaban dengan yang dipersyaratkan terhadap kondisi udara ruangan tertentu. Alat penyegar suhu udara dirancang untuk membuat orang merasa nyaman dalam melakukan aktivitas. Aplikasi dari sistem alat ini untuk mengontrol temperatur dan kelembaban sehingga menghasilkan kondisi tempat bekerja dan tempat tinggal yang nyaman. Sistem penyegar suhu udara pada umumnya dibagi menjadi dua golongan utama yaitu : 1. Penyegar suhu udara untuk kenyamanan Yaitu menyegarkan suhu udara dari ruangan untuk memberikan kenyamanan aktivitas kerja bagi orang yang melakukan kegiatan.


6

Tugas Akhir

2. Penyegaran udara untuk industri Menyegarkan udara dari ruangan karena diperlukan oleh proses, bahan, peralatan atau barang yang ada di dalamnya. Setiap manusia selalu menyesuaikan diri dan mempertahankan hubungannya dengan lingkungan dimana ia bertempat tinggal. Penggunaan suatu penyegaran udara untuk keperluan rumah tinggal juga sudah banyak, meskipun bukan merupakan suatu yang sangat diperlukan seperti pada industri, tempat pertemuan dan gedung besar lainnya. Hal tersebut dikarenakan unit penyegar suhu udara untuk rumah tinggal terasa mahal harga dan biaya operasionalnya. Pada dasarnya prinsip pendinginan dan penyegaran udara berpedoman pada kondisi yang tersebut di bawah ini. Temperatur

Kelembaban

(°C)

Relatif %

27

50-55

Tempat tinggal biasa

50-55

Tempat tinggal mewah atau ruangan yang dikenai panas radiasi

Jenis ruangan

26

Tabel 2.1 Temperatur dan Kelembaban relatif sesuai jenis ruangan


7

Tugas Akhir

Di kesempatan ini penulis mencoba membuat modifikasi alat pengkondisian dalam ruangan dengan menggunakan fan atau kipas yang dipasang bersamaan dengan saluran keluar fog spraying nozzle, tujuannya supaya proses pengkabutan menjadi lebih jauh dan meluas kesegala arah. FLOW CHART PERANCANGAN


8

Tugas Akhir

2.2 Proses Penyegaran Suhu Udara 2.2.1 Suatu contoh Proses Penyegaran Suhu Udara Dalam Ruangan Gambar dibawah ini merupakan suatu contoh penyegaran udara dalam ruangan yang mempergunakan alat penyegaran suhu udara yang akan dirancang.. Udara yang ada di dalam ruangan bertemperatur tinggi atau panas kemudian diberikan pengkabutan yang disemburkan melalui nosel alat penyegaran udara sehingga terjadi peroses pengembunan yang menjadikan suhu udara dalam ruang menjadi lembab dan memberikan kesejukan Matahari

Fog Spraying Saluran Nozzle keluar / selang penyemprot Panas yang masuk ke dalam ruangan

Pengabubtan air (penyegaran udara) ke dalam ruangan

Udara ruangan 27 - 28°C

Fan

Kelembaban relatif 50 %

Tiang penyangga fan

Motor / pompa kompresor air

Penampung / sumber air untuk penyegar udara

Kalor Sensibel

Saluran sirkulasi

Uap (kalor laten)

Saluran penyedot

Gambar 2.1 Proses Penyegaran Suhu Udara Dalam Ruangan


9

Tugas Akhir

2.2.2 Perhitungan Penyegaran Suhu Udara dengan Diagaram Psikrometrik Proses penyegaran suhu udara dalam ruangan pada gambar 2.1 akan dituangkan dalam grafik psikrometrik. 1. Pencampuran adiabatik dari dua arus udara lembab Pada gambar grafik psikrometri di bawah ini menunjukan kondisi udara (3) yang diperoleh dari mencampur udara (1) sebanyak G1 kg dan udara sebanyak G2 kg. Dari pencampuran tersebut akan diperoleh udara dengan tingkat keadaan pada sebuah titik yang terletak pada garis lurus yang menghubungkan tingkat keadaan (1) dan (2). Garis tersebut dinamai “garis kondisi” (condision line). Titik (3) membagi garis penyegaran menjadi dua bagian dengan perbandingan G1 : G2 . Apabila pencampuran tersebut tidak dipengaruhi oleh keadaan lingkungannya, maka proses tersebut dinamai “pencampuran adiabatik”.

Gambar 2.2 Grafik psikrometri pencampuran dari dua arus udara lembab


10

Tugas Akhir

2. Memercikan air ke dalam udara lembab (pelembaban adiabatik, pelembaban dengan pendinginan) Pada gambar grafik psikrometri dibawah , garis di tengah menunjukan garis penyegaran apabila udara (5) dilembabkan tanpa pemanasan. Dalam hal tersebut, udara didinginkan pada temperatur bola basah yang konstan; jadi, titk (5) akan bergerak sepanjang garis temperatur bola basah yang bersangkutan. Proses ini dinamai pelembaban adiabatis, dimana entalpi udara lembab naik sesuai dengan jumlah penambahan air. Namun kenaikan entalpinya tidak banyak, sehingga boleh diabaikan. Oleh karena itu, apabila udara dilembabkan sebanyak ∆x (kg/ kg') dalam proses pelembaban adiabatis, penurunan temperatur ∆t °C yang terjadi dapat dinyatakan dalam persamaan berikut ini, 0.240 ∆t ≈ 597.3 ∆x atau ∆t = 2489 ∆x dimana , 0,240 = kalor spesifik dari udara 597.3 = kalor laten untuk penguapan Fenomena ini, dimana tetesan air menguap dan oleh karenanya temperatur udara turun dalam proses adiabatik, dapat diterapkan pada proses yang terjadi dalam menara pendingin (cooling tower). Peristiwa tersebut kita alami pada waktu hujan gerimis, dimana udara terasa menjadi dingin.


11

Tugas Akhir

Gambar 2.3 Grafik psikrometri proses penyagaran udara dan variasinya pada diagram udara 2.3 Beban Kalor dan Sistem Penyegaran Suhu Udara 2.3.1 Beban Kalor Beban kalor terdiri dari beban kalor ruangan dan beban kalor alat penyegaran suhu udara yang ada dalam ruangan. 1. Beban Kalor Ruangan Dalam hal ini HS dan HL seperti pada gambar 2.4 merupakan beban kalor yang harus diatasi oleh udara yang keluar dari alat penyegaran suhu udara, supaya


12

Tugas Akhir

kondisi udara di dalam ruangan dapat dipertahankan pada kondisi (temperatur dan kelembaban) yang diiginkan. Komponen beban kalor ruangan terdiri dari : i.

Kalor yang masuk dari luar ruangan ke dalam ruangan (Beban kalor perimeter ; “perimeter head load”)

ii.

Kalor yang bersumber dari ruangan itu sendiri (Beban kalor interior ; “interior head load”).

2. Beban kalor alat penyegar suhu udara Untuk menghasilkan udara penyegar, yang masuk ke dalam ruangan dari alat pengkondisian suhu udara, pada temperatur dan kelembaban tertentu, maka jumlah kalor yang harus dilayani oleh alat penyegar suhu udara tersebut adalah sebagai berikut ; i.

Beban kalor ruangan

ii.

Beban kalor yang masuk ke dalam alat penyegar suhu udara

iii.

Beban motor atau pompa

iv.

Kebocoran dari saluran Beban kalor ruangan dan beban kalor alat penyegar suhu udara pada dasarnya

dikelompokkan menjadi kalor sensibel dan kalor laten. Kalor laten adalah kalor penguapan air, yaitu : (jumlah air yang menguap, kg/jam) x 597.3 (kcal/kg)


13

Tugas Akhir

2.3.2 Beban Kalor Ruangan dan Udara Penyegar Dalam hal ini akan ditentukan beban kalor sensibel HS , kemudian beban kalor laten HL (atau jumlah uap air W). Apabila temperatur udara di dalam ruangan yang diiginkan adalah tr°C dan temperatur udara penyegar masuk adalah ta°C maka jumlah udara penyegar yang diperlukan dapat dihitung :

G=

Hs (kg / jam) dimana : (t r − t a )

Hs = beban kalor sensibel (kcal/jam) ta = temperatur udara penyegar (°C) tr = temperatur udara di dalam ruangan (°C) G = jumlah aliran udara penyegar (kg/jam) =

Aliran udara penyegar (m 3 / jam) Volume spesifik udara (m 3 / jam)

Maka perbandingan percampuran lembab (moisture mixing ratio) Xa (kg/kg') dari udara penyegar dapat diperoleh dari persamaan:

Xa = Xr −

Hs kg / kg ' G

(


)

14

Tugas Akhir

Atau Xa = Xr −

HL kg / kg ' 597.3 ⋅ G

(

)

dimana : W = uap air yang terjadi (kg/jam) HL = beban kalor laten (kcal/jam) = 597.3 x W Xr

= perbandingan kelembaban udara ruangan (kg/kg')

G

= jumlah aliran udara penyegar (kg/jam)

2.4. Gambaran tentang jenis Mesin Penyegar Udara yang banyak digunakan secara umum 1. Penyegar udara ( air conditioner) Dalam hal ini, semua proses dan peralatan penyegar udara terletak di dalam satu atau dua kotak. Biasanya dipakai jenis kompresor torak dengan mesin penggeraknya, tetapi dapat pula digunakan jenis absorpsi. Semua mesin refrigrasi, baik jenis kompresi maupun jenis absorpsi, haruslah didinginkan. Dalam hal tersebut terakhir, dapat digunakan jenis pendinginan udara atau jenis pendingin air. Jenis pendingin air pada umumnya dipakai untuk mesin dengan kompresor berukuran besar. Dalam hal ini harus disediakan air untuk pendinginan sesuai dengan yang diperlukan. Air tersebut dapat diperoleh dari sumber air tanah atau sungai.


15

Tugas Akhir

Dalam sistem pendinginan tersebut kadang-kadang juga digunakan menara pendingin ( cooling tower ). Mesin penyegar berukuran kecil biasanya dinamai penyegar udara ruang ( room air conditioner ). Sedangkan yang berukuran sedang atau lebih besar, yang dilengkapi dengan saluran udara untuk mengalirkan dan mendistribusikan udara dingin ketempat yang agak jauh, dinamai penyegar udara paket ( package air conditioner ). Hampir semua penyegar udara ruang dibuat dengan tutup yang indah sehingga dapat dipasang di mana saja, tetapi ada juga yang tidak sehingga harus dibuatkan tutup supaya sesuai dengan keindahan ruangan.

2. Unit koil kipas Udara dan unit pengolah udara ( fan coil unit dan air handling unit ) Dalam kedua jenis ini coil pendingin dan kipas udara digabungkan menjadi satu. Unit yang berukuran kecil dinamai unit koil kipas udara, sedangkan unit yang lebih besar dinamai unit pengolah udara. Unit pengolah udara biasanya dilengkapi dengan koil pemanas ( reheat coil ) dan pelembab ( humidifier ), sedangkan pada unit koil – kipas udara tidak terdapat perlengkapan tersebut karena ruangan yang tersedia tidak mencukupi. Sebagai fluida kerja dari koil pendingin dapat digunakan air dingin atau refrigran. Air dingin yang


16

Tugas Akhir

diperlukan itu dibuat dalam unit pendingin ( chilling unit ). Sedangkan bagi unit yang menggunakan refrigran sebagai fluida pendingin diperlukan unit pengembun (condensing unit ). Keterangan lebih lanjut tentang unit pendingin air dan unit pengembun tersebut akan diberikan kemudian. Sebagai koil pemanas dapat digunakan pemanas listrik, untuk unit yang kecil ; tetapi untuk unit yang lebih besar,koil pemanas merupakan sistem pipa dimana air mengalir panas atau uap. Maka bagi koil pemanas tersebut terakhir diperlukan pemanas air atau ketel uap.

3. Unit induksi ( Induction unit ) Dalam hal ini tidak digunakan kipas udara seperti yang terdapat pada unit koil kipas udara, melainkan beberapa baris nosel yang menyemprotkan udara dingin. Jadi, udara dingin dihasilkan dalam unit tersendiri, kemudian dialirkan melalui nosel tersebut, jenis inilah yang nantinya akan dimodifikasi dengan menggunakan fan supaya penyemprotan lebih merata.

4. Unit pendingin air ( Chilling unit ) Unit pendingin air diperlukan untuk membuat air dingin. Air dingin tersebut bukan saja dipergunakan sebagai fluida pendingin tetapi dapat pula dipakai sebagai air minum.


17

Tugas Akhir

Unit ini terdiri dari kompresor dan koil penguapan ( evaporation coil ). Kompresor tersebut bekerja dengan pendingin udara ( untuk unit kecil ) atau pendingin air ( untuk unit yang lebih besar ). Unit yang kecil dan sedang pada umumnya menggunakan jenis kompresor torak, sedangkan unit yang besar menggunakan jenis turbo-kompresor.

5. Unit pengembun ( Condensing unit ) Unit ini terdiri dari kompresor dan koil pengembun. Untuk keperluan penyegaran udara ( pendinginan ), refrigran dialirkan dari unit ini ke unit koil kipas udara atau kepengolah udara. Unit dengan pendinginan udara dipakai pada unit berkapasitas pendinginan 4000-25000 kcal/jam ; Unit dengan pendinginan air dipakai pada unit berkapasitas pendinginan lebih besar dari pada 6000 kcal/jam.

6. Unit menara pendingin ( Cooling tower ) Bagi unit-unit dengan pendingin air, misalnya unit penyegar udara, unit pendingin air, unit pengembun dan mesin refrigrasi, yang karena sesuatu hal harus menghemat pemakaian air, dapat digunakan menara pendingin. Menara pendingin akan mendinginkan kembali air pendingin yang menjadi panas setelah keluar dari unit-unit tersebut diatas. Dengan demikian, air yang didinginkan oleh menara pendingin dapat dipergunakan kembali.


18

Tugas Akhir

2.5 Fungsi Alat Penyegar Udara Yang Telah Dimodifikasi Alat penyegar suhu udara sangat mudah di operasikan yaitu dengan menekan tombol on-off maka alat ini sudah langsung bekerja. Fungsi alat ini adalah untuk memberikan kesejukkan dan kelembapan tanpa mempergunakan bahan kimia dan juga sangat ramah lingkungan dan dapat dipergunakan dalam ruang tertutup maupun ruang terbuka tergantung dari kebutuhannya.

2.6 Komponen – Komponen Utama Alat Komponen – komponen utama dari alat ini merupakan komponen yang saling berhubungan satu sama dalam menjalankan fungsi dan proses dari alat ini, yang di antaranya adalah ; a. Pompa Kompresor Air / Motor listrik b. Selang Penghisap c. Selang Penyemprot d. Selang Sirkulasi e. Pipe fitting trine ports nozzle f. Fog spraying Nozzle g. One Way Connector


19

Tugas Akhir

h. Filter Air i. High Pressure / Pipa Spraying Nozzle j. Fan / Kipas Angin

2.4 Keuntungan dan Kerugian Alat Penyegar Udara Yang Telah Dimodifikasi. a. Keuntungan 1.

Dapat diletakkan dan digunakan dimana saja.

2.

Biaya pembuatan lebih murah dibanding membeli yang sudah jadi.

3.

Pengoperasian alat sangat mudah.

4.

Daya listrik yang dipakai tidak besar.

b. Kerugian 1.

Alat masih dalam pengembangan sehingga fungsi alat belum berjalan maksimal.

2.

Sering terjadi penyumbatan dan kebocoran pada lubang nosel sehingga penyemburan menjadi tidak merata.


20

Tugas Akhir

BAB III PERANCANGAN ALAT DAN ANALISA

3.1 Perancangan Alat Sebelum kita melakukan perancangan suatu alat tentunya terlebih dahulu harus diketahui jenis alat, kegunaan/fungsi alat, kendala-kendala dalam perancangan dan komponen-komponen yang akan digunakan supaya proses perancangan dapat berjalan dengan baik.

3.1.1 Jenis alat yang akan dirancang Jenis alat yang akan dirancang adalah alat penyegar udara dengan dimodifikasi dari jenis alat penyegar udara yang sudah ada yaitu jenis alat penyegar udara jenis unit induksi. Maksud dari rancangan ini adalah untuk memaksimalkan fungsi alat penyegar udara jenis unit induksi dengan memberikan modifikasi pada


21

Tugas Akhir

alat

yaitu

memberikan

penambahan

komponen

berupa

fan

pada

bagian

penyemprotan, sehingga penyemprotan dapat lebih merata keseluruh ruangan. Alat penyegar adalah merupakan alat dimana adanya penggabungan sistem kerja pompa dan kompresor yang menjadi satu di dalam sebuah motor listrik yang disebut pompa kompresor air. Mesin pompa kompresor ini pada dasarnya system kerjanya hampir sama dengan pompa akan tetapi system kerja pompa pada mesin ini hanya menyedot air saja dan yang memberi tekanan adalah system dari kerja kompresor. Pada umumnya pembuatan alat penyegar suhu udara dalam ruangan tersebut adalah sangat sederhana yaitu dengan media air.seiring dengan majunya teknologi mutakhir disegala bidang, media air dapat dipergunakan beraneka ragam metode, yang dipergunakan untuk pengairan, pembangkit listrik, irigasi dan lain-lain, kesemuanya itu untuk dimanfaatkan bagi kehidupan mahluk hidup di dunia. Berdasarkan hal tersebut, penulis mencoba membuat alat pengkondisian suhu udara dalam ruangan yang system pengoperasiannya sangat sederhana yaitu dengan mempergunakan tenaga pompa kompresor air dengan daya listrik 125 watt yang dihubungkan dengan selang dan nozzle.


22

Tugas Akhir

3.1.2 Kegunaan/fungsi alat yang dirancang Alat ini berfungsi sebagai penyegar udara dalam ruangan yang memberikan kelembaban sehingga suhu udara dalam ruangan terasa sejuk dan memberikan kenyamanan bagi manusia yang menempati ruangan tersebut. Pada dasarnya alat penyegar suhu udara dalam ruangan yang menggunakan pompa kompresor air adalah berfungsi menyedot air dengan diberi tekanan tinggi yang dialirkan melalui selang dan dikeluarkan melalui fog nozzle untuk dijadikan pengkabutan.

3.1.3 Komponen-komponen alat dan pemasangannya Komponen-komponen

alat

merupakan

faktor terpenting dari

proses

perancangan suatu alat, oleh karena itu harus dipersiapkan secara terperinci dan harus diketahui secara garis besar fungsi dan penempatannya. Pada hal perancangan alat penyegar udara ini akan digambarkan secara garis besar apa saja komponenkomponen yang digunakan serta fungsi dan penempatannya, komponen-komponen tersebut antara lain : 1. Pompa Kompresor Air / Motor listrik Pompa yang dipakai untuk alat penyegar udara ini adalah jenis pompa sentrifugal. Alat ini berfungsi sebagai penyedot air dan memberi tekanan tinggi yang dialirkan melalui selang ke saluran keluar pada fog spraying


23

Tugas Akhir

nozzle dan juga mengsirkulasikan sisa air yang terdapat dalam rumah pompa. Pompa kompresor ini dipasang pada rangka alat bagian bawah.

Gambar 3.1 Pompa Kompresor 2. Selang Penghisap Selang ini berbahan karet yang dilapis serat benang pada bagian tengahnya dan tahan tekanan tinggi dan berfungsi sebagai penghubung antara air dan bagian saluran masuk pompa kompresor. Selang ini berwarna merah dan dipasang pada saluran masuk/hisap pompa kompresor.

Gambar 3.2 Selang Penghisap


24

Tugas Akhir

c. Selang Penyemprot Selang ini berbahan sama dengan selang penghisap yaitu berbahan karet yang dilapis serat benang pada bagian tengahnya dan tahan tekanan tinggi dan berfungsi untuk mengalirkan air untuk penyemprotan yang dihubungkan antara saluran keluar pompa dan pipe fitting trine ports nozzle lalu diteruskan ke high pressure. Selang penyemprot ini dipasang pada lubang saluran keluar pompa.

Gambar 3.3 Selang Penyemprot d. Selang Sirkulasi Selang ini berbahan karet trasparan yang berfungsi ganda yaitu untuk mengsirkulasikan udara

dan mengalirkan sisa air yang ada pada rumah

pompa pembuangan untuk sirkulasikan kembali ke penampung air. Selang ini dipasang pada saluran sirkulasi pompa.


25

Tugas Akhir

Gambar 3.4 Selang Sirkulasi 3.

Pipe Fitting Trine Ports Nozzle Pipe fitting trine ports nozzle ini berbahan kuningan yang berfungsi sebagai penghubung selang penyemprot dan high pressure saluran pembagi aliran pada kedua fog spraying nozzle. Alat ini dipasang pada bagian tube one way connector .

Gambar 3.5 Pipe Fitting Trine Ports Nozzle


26

Tugas Akhir

4. Fog Spraying Nozzle Fog spraying nozzle ini berbahan kuningan yang berfungsi sebagai saluran keluar air, dikarenakan nozzle ini memiliki saluran keluar yang kecil maka air yang keluar akan mengalami proses pengkabutan. Fog spraying nozzle ini dipasang pada tube One way connector yang terpasang pada rangka fan.

Gambar 3.5 Fog Spraying Nosel

5. One Way Connector One way connector ini berbahan sama dengan Pipe fitting trine ports nozzle dan Fog spraying nozzle yaitu kuningan dan berfungsi sebagai penyambung antara high pressure dengan pipe fitting trine ports nozzle dan sekaligus rumah tempat terpasangnya kedua fog spraying nozzle.


27

Tugas Akhir

Gambar 3.6 One Way Connector 6. Filter Air Filter air berfungsi sebagai penyaring air yang masuk kedalam pompa kompresor air supaya proses pengkabutan menjadi bersih. Filter air ini dipasang pada bagian ujung selang penghisap.

Gambar 3.7 Filter Air 7. High Pressure / Pipa Spraying Nozzle Alat ini berbahan karet yang tahan terhadap tekanan tinggi dan berfungsi untuk menghubungkan antara Pipe fitting trine ports nozzle dengan kedua


28

Tugas Akhir

One way connector dan memberikan aliran dengan tekanan besar pada kedua One way connector.

Gambar 3.7 (a) High Pressure

Gambar 3.7 (b) High Pressure

Gambar 3.7 (c) High Pressure

Dihubungkan dengan kedua

Dihubungkan dengan Pipe Fitting Trine

One Way Connector

Ports Nozzle dan One Way Connector

8. Fan / Kipas Angin Fan / kipas angin ini berfungsi untuk menyebarkan dan memberi tekanan udara dalam proses pengkabutan kesegala arah. Pada proses analisa ini, fan / kipas angin dipasang pada bagian belakang ruang uji.


29

Tugas Akhir

Gambar 3.8 Fan / Kipas Angin i. Wadah / Penampung Air Wadah / penampung air berupa tabung plastik yang berfungsi untuk menyimpan sumber air untuk proses pengabutan dan dipasang pada bagian bawah rangka alat penyegaran udara.

Gambar 3.9 Wadah / Penampung Air 3.2 Proses Analisa Proses analisa ini dilakukan untuk mengetahui

tingkat keberhasilan dan

mekanisme dari alat yang telah dirancang yang nantinya akan diambil data-data


30

Tugas Akhir

pengujian yang akan digunakan untuk acuan dasar perhitungan proses dari kerja alat. Proses analisa yang dilakukan adalah :

3.2.1Analisa fungsi komponen –komponen alat. Analisa fungsi komponen ini sangat penting karena untuk mengetahui apakah berfungsi dengan baik, karena jika tidak dilakukan analisa terhadap komponenkomponen alat maka alat akan mengalami kendala yang besar dan alat tidak akan berfungsi secara maksimal. Hal- hal yang harus dilakukan dalam menganalisa fungsi komponen alat adalah : a. Memeriksa tekanan pompa, apakah tekanan yang sudah mencukupi, kurang atau lebih. Hal ini perlu dilakukan karena tekanan pada pompa sangat mempengaruhi dari daya dorong air yang akan disemprotkan melalui fog sparaying nozzle, karena jika tekanan pada pompa kurang maka penyemburan akan tidak menyebar oleh karena itu tekanan harus distabilkan dahulu dengan menyetel kran tekan yang ada pada pompa. Tekanan yang stabil adalah 35 N/m². b. Memeriksa lubang fog sparying nozzle apakah terjadi pemampatan, karena apabila ada pemampatan pada lubang

fog sparaying nozzle, maka

penyemburan tidak akan sempurna dan akan mengakibatkan kebocoran sambungan antara fog sparaying nozzle dan one way connector. Fog spraying nozzle yang dipakai dengan lubang berukuran 0.2 mm.


31

Tugas Akhir

c. Memeriksa filter air apakah terdapat banyak kotoran atau tidak, bila terdapat banyak kotoran akan menyebabkan pemampatan pada lubang fog spraying nozzle. d. Periksa semua sambungan pada selang dan sambungan pada high pressure apakah terjadi kebocoran atau tidak, sambungan ini harus benar-benar rapat karena akan mengalami tekanan air yang tinggi. Analisa fungsi komponen alat sangat mempengaruhi pada pengambilan data proses pengujian karena akan dilakukan beberapa pengujian oleh sebab itu alat harus berfungsi dengan baik.

3.2.2 Analisa data pengujian ruang uji a. Proses pengujian Proses pengujian alat penyegar udara ini dilakukan menggunakan objek ruang uji dengan luas 0.074704 m³ dengan tiga titik pengujian yang akan diukur menggunakan termometer untuk mendapatkan beda temperatur diantara tiga titik ruang uji. Proses tersebut dijelaskan pada sketsa gambar proses pengujian di bawah ini.


32

Tugas Akhir

Gambar 3.10 Sketsa Proses Pengkabutan dan Pendinginan Ruang Uji

b. Data analisa pengujian

Temperatur

Waktu pengujian

Kelembaban relatif

°C

Menit

%

Titik 1

28

15

50

Titik 2

28

15

50

Titik 3

28

15

50

Ruang uji

Tabel 3.1 Data Analisa Ruang Uji Sebelum Pendinginan


33

Tugas Akhir

Temperatur

Waktu pengujian

Kelembaban relatif

°C

menit

%

Titik 1

24

15

70

Titik 2

23

15

70

Titik 3

22

15

70

Ruang uji

Tabel 3.2 Data Analisa Ruang Uji Setelah Pendinginan c. Data Tekanan pada setiap ruang titik uji.

Dimana : P

PV = T T P= V : Tekanan

V

: Volume Ruang (setiap titik uji)

T

: temperatur

Temperatur °C

Volume m2

Tekanan N/ m2

Titik 1

24

24,36

0,98

Titik 2

23

24,36

0,94

Titik 3

22

24,36

0.90

Ruang uji

Tabel 3.3 Data Tekana pada setiap ruang titik uji


34

Tugas Akhir

BAB IV PERHITUNGAN BEBAN PENDINGINAN

4.1 Kondisi Perhitungan Beban Pendingin a. Kondisi perancangan di dalam ruangan Temperatur kelembaban relatif dan perbandingan kelembaban sebagai perancangan dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Temperatur bola kering

Perubahan temperatur harian

Kelembaban relatif

Perbandingan kelembabab rata-rata sepanjang hari

28°C

-

50%

0.0105 kg/kg'

Di dalam ruang uji

Tabel 4.1 Kondisi Perancangan Suhu udara Ruang Uji


35

Tugas Akhir

b. Kondisi Perancangan di luar ruangan Temperatur dan perubahan temperatur udara luar dan perbandingan kelembaban sebagai titik perancangan dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Temperatur bola kering

Perubahan temperatur harian

Kelembaban relatif

Perbandingan kelembabab rata-rata sepanjang hari

22°C

8°C

-

0.0189kg/kg'

Di luar ruang uji

Tabel 4.2 Kondisi Perancangan Suhu udara di luar Ruang Uji c. Temperatur udara luar sesaat Untuk nilai τ = - 3 pada pukul 09.00 wib, ∆t = 8°C, t0 rancangan = 32°C Maka :

t0 = t0 rancangan −

t0 = 32 −

∆t ∆t + cos 15(τ − γ )(°C ) 2 2

8 8 + cos15(− 3 − 2) 2 2

= 32 – 4 + 4 cos 15 (-5) = 28 + 4 cos (-75) = 28 + 4 . 0.2588 = 28 + 1.0352 = 29.035 °C


36

Tugas Akhir

Dimana : t0

= temperatur udara sesaat

t0 rancangan

= temperatur udara luar untuk perancangan

∆t

= perubahan temperatur harian

15

 360°   = perubahan sudut waktu (kecepatan sudut) =   24 jam 

τ

= waktu penyinaran matahari

γ

= saat terjadinya temperatur maksimum (≈ + 2)

4.2 Perhitungan beban kalor ruang uji Pada hal ini beban kalor yang akan dihitung adalah beban kalor sensibel dan beban kalor laten pada ruang uji.

4.2.1 Beban kalor sensibel ruang uji Beban kalor sensibel dapat dirumuskan sebagai berikut : Q = { ( Volume ruangan x jumlah orang di dalam ruangan) – jumlah udara luar } x

0.24 x (selisih temperatur) volume spesifik

dikarenakan tidak ada faktor manusia di dalam ruang uji maka nilai jumlah orang tidak dimasukkan.


37

Tugas Akhir

Dimana : Volume ruang (V)

= 0.074704 m³

Jumlah udara luar

= 30 m³/jam

Volume spesifik

= 0.893 m³/kg (dari diagram psikometri)

Selisih temperatur (∆t) = 32-28 °C ( suhu luar dan dalam ruang uji) Maka :

Q = { ( 0.074704 m³) – 30} ×

0.24 × (32 − 28) 0.893

= - 32.17 kcal/jam

4.2.2 Beban kalor laten ruang uji Beban kalor laten dapat dirumuskan sebagai berikut

Q = Volume ruang x ventilasi alamiah x

597,3kcal / kg x (selisih volume spesifik

Perbandingan Kelembaban di dalam dan di luar ruangan) Dimana ; Volume ruang (V)

= 0.074704 m³

Ventilasi alamiah

=2


38

Tugas Akhir

Volume spesifik

= 0.893 m³/kg (dari diagram psikometri)

Selisih perbandingan kelembaban di dalam dan di luar ruangan yaitu : ( 0.0189 – 0.0105 ) Maka :

Q = 0.074704 m³ x 2 ×

597,3kcal / kg × ( 0.0189 – 0.0105) 0.893

= 0.84 kcal/jam 4.3 Pendistribusian udara pada ruang uji 4.3.1 Jumlah udara yang diperlukan untuk pendinginan

Jumlah udara yang diperlukan untuk pendingin dapat dihitung jika diketahui beban kalor sensibel ruangan

G=

Hs 0.24(t r − t a )

dimana : G = jumlah aliran udara penyegar (kg/jam)

Hs = beban kalor sensibel (kcal/jam) ta = temperatur udara penyegar (°C)


39

Tugas Akhir

tr = temperatur udara di dalam ruangan (°C) dengan demikian volume udara masuk ruangan Q = υ.G dimana : Q = Volume udara masuk ruangan (m³ / jam) υ = Volume spesifik udara masuk (m³ / kg)

untuk jumlah beban kalor ruangan total, kalor udara yang masuk dan beban daya kipas udara, dapat dihitung faktor kalor sensibel

SHF =

kalor sensibel dari beban ruangan efektf Beban ruangan efektif

Nilai SHF di atas dapat ditetapkan pada diagram psikometrik. Temperatur air penyemprot adalah 18°C sehingga temperatur bola basah menjadi 22°C dan temperatur bola kering 24°C 4.3.2 Perhitungan saluran suplay udara pada ruang uji

Telah diketahui beban kalor sensibel ruang uji adalah - 32.17 kcal/jam dan beban kalor laten 0.84 kcal/jam . Karena adanya faktor kebocoran saluran udara


40

Tugas Akhir

yang dipergunakan sebesar 10% maka nilai beban kalor sensibel menjadi -32.07 kcal/jam dan kalor laten 0.94 kcal/jam

Sehingga nilai SHF dapat dihitung sebagai berikut : SHF =

− 32.07 − 32.07 + 0.94

= 1.94 a. Berat udara yang dimasukkan : G=

=

Hs 0.24(t r − t a )

− 32.07 0.24(24 − 22)

= - 66.81 kg/jam b. Volume udara masuk ruang uji : Q=υ.G = 0.893 x – 66.81 = - 60 m³/jam 4.4 Debit Air Yang dipakai Untuk Penyegaran

•

Volume wadah air

A =π ⋅ R2 = =

π ⋅ D2 4

3,14 × 0.02 2 4

= 0,00314 m²


41

Tugas Akhir

•

Debit Air Q=

=

A× h t 0.00314 × 0.01 15 × 60

= 3,489 x 10-6 m³/det


42

Tugas Akhir

BAB V PENUTUP

5.1 KESIMPULAN

Dari hasil perancangan , pengambilan data analisa dan perhitungan alat, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Alat penyegar udara hasil perancangan dapat berfungsi dengan baik walaupun ada beberapa kendala pada waktu proses pengujian yaitu sering tidak stabilnya tekan pada pompa kompresor dan sering terjadi pemampatan pada lubang fog spraying nozzle. 2.

Penurunan suhu udara pada ruang uji dapat mencapai 6°C yaitu dari suhu 28°C sebelum proses pengkabutan menjadi 22°C pada waktu pengkabutan.

3. Luas ruang uji yang tidak besar menyebabkan hasil perhitungan analisa menjadi minus yaitu – 66.81kg/jam untuk berat udara dan – 60 m³/jam untuk volume udara yang masuk ke dalam ruang uji.


43

Tugas Akhir

4. Terjadi perbedaan suhu antara titik – titik ruang uji antara 2 sampai 4°C yang diambil dari hasil proses pengujian dan pengukuran suhu ruang uji dengan mengunakan alat termometer 5.2 SARAN

Setelah melakukan proses pengujian pada alat penyegar udara serta menganalisa fungsi dari komponen-komponennya maka dapat diberikan beberapa saran anatara lain: 1. Periksa selalu sambungan pada selang air maupun pada one way connector karena sering terjadi kebocoran kecil yang disebabkan oleh tersumbatnya lubang fog spraying nozzle sehingga tekanan menjadi yang ada tertahan dan keluar melului celah sambungan. 2. Selalunnnnnnnnnnnnn mmmm bersihkan lubang fog spraying nozzle supaya proses pengkabutan menjadi sempurna. 3. Periksa tekanan pompa apakah tekanannya stabil atau tidak, jika tekanan tidak stabil, maka atur kerang tekanan pompa yang terdapat pada rumah saluran keluar pompa. 4. Ganti air bila sudah terlihat kotor akibat sirkulasi air dari pompa, supaya air yang digunakan untuk proses pengkabutan selalu bersih dan memberikan kenyamanan.


44

Tugas Akhir

DAFTAR PUSTAKA

1. Adyana, D.N, “Tinjauan Tentang Proses Pengolahan dan Hubungan Antara Stuktur Dengan Sifat Mekanis”, 1993. 2. Amstead, B.H. Astwald ”Teknologi Mekanik”, edisi 7, Jilid I, 1993. 3. Beurmer, BJM, ”Ilmu Bahan Logam”, Jilid Dua, Edisi Ketiga Bhrata Karya Aksara, Jakarta, 1972. 4. Dieter Geoge E, ”Metalurgi Mekanik” ,Edisi ketiga, Jilid Kesatuan, Penerbit Erlangga, Jakarta. 1987. 5. Edie Supradi, ”Pengujian Logam ”, Penerbit Erlangga , Jakarta, 1994. 6. Krasuss, George, Stell,, ”Treatment and Prosessing Principles” ASM International, Ohio. 7. Sularso, Kiyoatsu Suga, “Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin”, Cetakan Kesebelas, Pradnya Pramita, 2004. 8. Surdia, Tata,”Pengetahuan Bahan teknik”, Cetakan Ketiga, Pradnya Paramita, Jakarta, 1992.


45

Tugas Akhir

LAMPIRAN


46

Tugas Akhir


47

DAFTAR PUSTAKA

1. Adyana, D.N, “Tinjauan Tentang Proses Pengolahan dan Hubungan Antara Stuktur Dengan Sifat Mekanis”, 1993. 2. Amstead, B.H. Astwald ”Teknologi Mekanik”, edisi 7, Jilid I, 1993. 3. Beurmer, BJM, ”Ilmu Bahan Logam”, Jilid Dua, Edisi Ketiga Bhrata Karya Aksara, Jakarta, 1972. 4. Dieter Geoge E, ”Metalurgi Mekanik” ,Edisi ketiga, Jilid Kesatuan, Penerbit Erlangga, Jakarta. 1987. 5. Edie Supradi, ”Pengujian Logam ”, Penerbit Erlangga , Jakarta, 1994. 6. Krasuss, George, Stell,, ”Treatment and Prosessing Principles” ASM International, Ohio. 7. Sularso, Kiyoatsu Suga, “Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin”, Cetakan Kesebelas, Pradnya Pramita, 2004. 8. Surdia, Tata,”Pengetahuan Bahan teknik”, Cetakan Ketiga, Pradnya Paramita, Jakarta, 1992.

47

RANCANG BANGUN PERALATAN PENYEGAR SUHU UDARA DALAM RUANG

Recommend Documents