ac portable tenaga magnet sebagai alternatif pendingin udara ramah lingkungan dan hemat energi.doc

7/25/2019 AC PORTABLE TENAGA MAGNET SEBAGAI ALTERNATIF PENDINGIN UDARA RAMAH LINGKUNGAN DAN HEMAT ENERGI.

1/11

PERHITUNGAN MATEMATIS AC PORTABLE TENAGA MAGNET,

ALTERNATIF PENDINGIN UDARA

RAMAH LINGKUNGAN DAN HEMAT ENERGI

Riana Nurmalasari

Universias Ne!eri Malan!

E"mail: [email protected]

Abstract: Crisis energy and global warming being attention of the world

today. There are many factors that cause global warming, one of them is

because the use of materials or so-called freon refrigerant in the cooling

system like Air Conditioner (AC). Freon become one of the destroyers of

the ozone layer. AC in generally use electrical energy for oeration. This

clearly indicates that in addition to damaging the en!ironment, costsincurred for the use of AC was also great. "nno!ations AC ortable

magnets ower can be used as an alternati!e to use of AC. AC ortable

magnetic ower is not using electricity for oeration. #o in terms of a

much more affordable cost. $eside that, cooling material used does not

use freon but uses ice, salt, and water. AC ortable material is %uite easy,

affordable, and en!ironmentally friendly. &n these inno!ations

mathematical e%uations also use to calculate the heat transfer that occurs.

Key Word: 'athematical e%uations, Air Conditioner, 'agnetic,

n!ironment, nergy

PENDAHULUAN

Krisis energi dan pemanasan global cukup menjadi perhatian dunia saat

ini. Terdapat banyak faktor yang menjadi penyebab pemanasan global diantaranya

pembakaran BBM, pembakaran batubara untuk menghasilkan energi, penggunaan

bahan refrigerant atau biasa disebut freon dalam sistem pendingin, dan masih

banyak lainnya. Freon menjadi salah satu perusak lapisan oon !"aharjo,#$%%:&'(. )alah satu contoh penggunaanya yaitu pada Air Conditioner !*+(.

i-oni dalam Fatimah !#$$&: #( menyatakan bah/a disamping kegunaannya

dalam hidup manusia, *+ juga memba/a dampak dan ikut ambil bagian dalam

masalah pemanasan global. 0enyebab utamanya adalah penggunaan dan perbaikan

*+ yang menyalahi aturan, misalnya seperti pengunaan freon. Freon adalah

sejenis bahan kimia yang mengandung Chloro Fluoro Carbon !+F+( yang dapat

mengikat oon !Kruse, #$$$: %(. Freon saat ini menjadi pilihan utama sebagai
mailto:[email protected]:[email protected]


2/11

bahan pendingin dalam *+ ataupun mesin pendingin. 0ada a/alnya pemilihan

Freon didasarkan pada banyaknya keuntungan yang didapat diantaranya bahan

yang mudah didapat dan ramah lingkungan. *kan tetapi, seiring berjalannya

/aktu penggunaan Freon mulai ditentang karena dinilai memiliki dampak yang

besar terhadap penipisan lapisan oon. 0engaruh sinar matahari menyebabkan

senya/a khlorin mengalami penguraian menjadi khlor yang sangat reaktif dan

segera bereaksi dengan oon yang memang tidak stabil. 1asilnya akan

membentuk khlor monoksida yang juga kurang stabil dan akan melepaskan

khlornya untuk kembali berekasi dengan oon. )ementara oksigen yang lepas dari

khlor monoksida tidak kembali membentuk oon lagi. 0roses yang berlangsung

secara terus menerus ini menyebabkan lapisan oon di atmosfir terus menipis.

0enipisan lapisan oon inilah yang banyak dikha/atirkan karena dapat

mengganggu bahkan merusak kesehatan manusia. 2leh karenanya banyak upaya

dilakukan untuk mengurangi penggunaan freon, seperti tulisan +alm dan 3idion

!%''4( pernah mendeskripsikan freon di masa lampau, sekarang, dan akan datang

serta perubahan penggunaan freon dari masa ke masa.

*+ yang ada di pasaran pada saat ini pada umumnya menggunakan listrik

sebagai sumber energi untuk dapat beroperasi. )ementara itu, biaya listrik yang

dibutuhkan dan untuk memperoleh alat pendingin tersebut relatif mahal. Tipe

dan5ukuran pendingin berkorelasi langsung dengan energi listrik yang

dikonsumsinya !0urba, #$$6:%$(. 3engan demikian berkorelasi pula dengan biaya

yang harus dikeluarkan oleh pemakai per satuan /aktu. )elain itu, manfaat yang

diperoleh dari alat pendingin ruangan !*+( hanya terbatas pada ukuran dan

ruangan !indoor) saja, sedangkan panas yang dihembuskan keluar ruangan akan

menambah pemanasan suhu di luar ruangan. *lat tersebut juga mnyebabkandehidrasi pada pengguna ruangan. 2leh karenanya diperlukan sebuah terobosan

untuk membuat *+ ramah lingkungan dan hemat energi. 7no-asi *+ 0ortable

Tenaga Magnet diharapkan mampu menjadi salah satu alternatif menjaga

kelestarian lingkungan dan penghematan energi. 1al ini dikarenakan *+ portable

tenaga magnet ini tidak menggunakan freon sebagai bahan refrigeran dan tidak

menggunakan listrik melainkan menggunakan magnet untuk sistem operasinya.

8nergi yang dihasilkan oleh magnet permanen dapat berlangsung selama &$$ tahun


3/11

hingga daya magnetnya hilang, selain itu juga tanpa efek pencemaran lingkungan

!Budiman, #$%9:6'(.

0ada *+ 0otable Tenaga Magnet dibutuhkan perhitungan matematis untuk

mengetahui seberapa besar kalor yang dibebankan pada cooler maupun pertukaran

panas yang terjadi secara kon-eksi. 0erhitungan ini diharapkan dapat digunakan

untuk melihat seberapa efektif ino-asi ini untuk diterapkan dalam kehidupan sehari

hari.

Pen!!unaanAir Conditioner #AC$

Air Conditioner adalah suatu alat yang digunakan untuk mengatur atau

mengkondisikan kualitas udara yang meliputi sirkulasi udara, mengaturkelembaban udara, mengatur kebersihan udara, dan untuk memurnikan udara

!urification( !3ahlan dkk,#$%%: &(. 0endapat tersebur sejalan dengan *n/ar

!#$%$:#$9( yang menyatakan tujuan utama sistem pendingin adalah

mempertahankan keadaan udara didalam ruangan yang meiputi pengaturan

temperatur, kelembaban relatif, kecepatan sirkulasi udara maupun kualitas udara.

Air Conditioner merupakan salah satu jenis mesin pendingin yang bekerja

berdasarkan prinsip kompresi uap, sehingga dalam sistem tersebut memiliki

komponenkomponen dasar utama yang terdiri dari kompresor, kondensor, katup

ekspansi, dan e-aporator yang terangkai dalam bentuk siklus tertutup. 3i dalam

siklus yang tertutup tersebut, akan mengalir bahan yang disebut refrigerantyang

mampu memberikan efek pendinginan saat bahan tersebut melalui komponen

e-aporator dengan cara mengambil kalor dari media sekitar e-aporator,

selanjutnya kalor diba/a refrigerant untuk dilepaskan di dalam kondensor.

)ebagai media yang bersirkulasi dan memiliki fungsi untuk menghasilkan efek

pendinginan, maka bahan refrigerant memiliki karakteristik fisika dan

termodinamika yang dipersyaratkan oleh jenis unit pendingin tersebut. 3engan

demikian refrigerant bisa dibuat dengan basis bahan sintetik dan bahan alam

yang diformulasikan sedemikian rupa sehingga memenuhi karakteristik fisika dan

termodinamika. salah satu bahan refrigerant yang biasa digunakan yaitu dari

hidrokarbon karena bahan ini tergolong bahan alam yang ramah lingkungan

!1idayat, #$%%: 4%(. )aat ini berbagai penelitiana untuk membuat bahan sisntetik


4/11

pengganti freon yang lebih ramah lingkungan telah dilakukan !)cheele, #$%$:9;

dan #6> pada tahun %''?. 0enggunaan *+

merupakan upaya responsif masyarakat terhadap pemansan suhu lingkungan.

=amun, upaya ini dinilai tidak tepat karena membutuhkan biaya yang cukup

tinggi dan memiliki dampak negatif bagi pengguna serta lingkungan hidup.

Banyak hal negatif yang ditimbulkan mesinmesin pendingin seperti *+ untuk

lingkungan !i: #$$9: 6?#(.

Ma!ne Se%a!ai Pem%an!&i Lisri&

Magnet adalah suatu benda yang dibuat dari material tertentu yang

menghasilkan suatu medan magnet. Magnet permanen atau magnet tetap adalah

objek terbuat dari bahan magnet dan menciptakan medan magnet sendiri. Medan

magnet adalah suatu daerah atau ruang di mana mengalami gaya magnet. aris

gaya magnet atau fluks menggambarkan adanya medan magnetik dan garis gaya

magnet digambarkan dengan garis lengkung. Magnet permanen atau magnet tetap

tidak memerlukan tenaga atau bantuan dari luar untuk menghasilkan daya magnet.

enisjenis magnet permanen diantaranya magnet =eodymium, magnet

)amarium+obalt, +eramic magnet, 0lastic magnet, dan *lnico magnet. 3iantara

beberapa jenis magnet tersebut magnet =eodymium merupakan magnet tetap yang

paling kuat. Kandungan struktur dalam magnet yang menjadikan magnet meiliki

kekuatan berbedabeda !Aillard, %''?: 449(. Magnet memiliki daya tarik menarik

dan daya tolak menolak jika didekatkan di antara kutubkutub magnet. 3aya tarikmenarik ini diakibatkan oleh medan magnet dan menghasilkan medan magnet.

0roses bagaimana suatu tegangan dapat diinduksi dengan mengubah

medan magnet dalam menghasilkan energi listrik dapat dilihat pada ambar %.

1al ini dikarenakan bah/a pada dasarnya magnet mengeluarkan sinyal yang dapat

dideteksi ! )un dkk, #$%%: ###(. 7nduksi magnet dapat dicitrakan dengan

menggunakan medan magnet yang terus bergerak melalui media konduktif !


5/11

!)charfetter dkk, #$$%: %9%(. Ketika magnet bergerak ke arah loop, jarum

gal-anometer membelok ke dalam suatu arah, dalam gambar diperlihatkan ke sebelah

kanan. Ketika magnet diam dan ditahan untuk tak bergerak relatif terhadap loop, tidak

ada perubahan teramati. Ketika magnet dijauhkan dari loop, jarum membelok ke arah

kebalikan. 3ari percobaan tersebut, disimpulkan bah/a loop mendeteksi magnet

sedang bergerak relatif terhadapnya dengan suatu perubahan medan magnet. 3engan

begitu, ada hubungan antara perubahan medan magnet dan arus.

Gam%ar' ( Pen!aru) *eru%a)an me+an ma!ne er)a+a* l* &a-a .an! +i)u%un!&an

+en!an am*eremeer .an! sensii/'#Sum%er0 Ser-a., 1223$

Berdasarkan percobaan pada ambar % suatu arus yang timbul /alaupun

tidak ada baterai dalam rangkaian, arus tersebut adalah arus induksi yang

dihasilkan oleh tegangan induksi. 0rinsip inilah yang dapat digunakan untuk

menghasilkan listrik tanpa menggunakan sumber energi lain, hanya menggunakan

magnet. )ebuah sistem induksi elektromagnetik pada umumnya memiliki

pemancar kumparan, kumparan penerima dan logam yang dijadikan target, sertaberoperasi sesuai dengan hukum Faraday !+hilaka, #$$: #'(. 0eletakan magnet

secara tepat juga turut mempengaruhi induksi magnet yang terjadi !7skako- dkk,

#$$&: 6&%(.


6/11

AC Pra%le Tena!a Ma!ne se%a!ai Slusi Hema Ener!i +an Men!uran!i

Pemanasan Gl%al

)eiring dengan semakin maraknya upaya penanggulangan pemanasan

global, ino-asi dalam hal *+ yang notabene menjadi salah satu penyumbang

global warming senantiasa dilakukan. )alah satunya yaitu *+ portable tenaga

magnet. *+ portable yang dimaksud disini adalah *+ yang dapat dengan mudah

dipindahkan dari satu tempat ke tempat lainnya dengan ukuran yang relatif kecil

dan ringan. Konstruksi dari *+ portable ini yaitu terbuat dari /adah yang mampu

menahan dingin dalam jangka /aktu lama serta terdapat kipas yang berfungsi

untuk mengalirkan udara panas menjadi udara dingin. +ara kerja daripada

pergerakan kipasnya tidak menggunakan listrik, namun menggunakan magnet.

3alam hal ini yang dimanfaatkan adalah gaya induksi magnet itu sendiri. Kipas

diberi kumparan berupa lilitan ka/at dan terdapat magnet di tengahnya, kemudian

untuk mampu menggerakkan kipas tanpa adanya listrik maka diberi & buah

magnet di setiap ujung sisi dari kipas tersebut. Medan magnet yang menimbulkan

gaya magnet akan meghasilkan tegangan yang mampu menggerakkan kipas tanpa

bantuan listrik. Konsep inilah yang digunakan dalam rancangan *+ portable

untuk mengoperasikan kinerja kipas yang ada dalam *+.

Bahan yang digunakan sebagai bahan pendingin dalam *+ portable ini

adalah es batu, garam, dan sedikit air. aram dipakai sebagai bahan pendingin

disebabkan memiliki sifat mendinginkan yang teratur dan cepat !Murtiono, #$%#:

%; *i, #$%#: %; Ailliams, #$$: &6(. Bahan tersebut merupakan bahan yang

ramah lingkungan dan mudah untuk dijumpai dalam kehidupan seharihari.

3ibandingkan dengan freon, bahan *+ portable lebih terjangkau oleh masyarakat

dalam hal harga dan kemudahan dalam mendapatkannya. Kelebihan lain yangdimilki oleh *+ portable ini yakni terkait sumber dayanya. *+ portable

beroperasi tanpa menggunakan listrik. 1al ini jelas akan menghemat energi

pemakaian listrik saat menggunakan peralatan tersebut.


7/11

Gam%ar 1' Pri*e AC Pra%le

#Sum%er0 Kle&si Pri%a+i$

Per)iun!an Maemais AC Pra%le Tena!a Ma!ne

0ada *+ 0ortable Tenaga Magnet pertukaran udara terjadi secara

kon-eksi. Menurut keadaan alirannya perpindahan panas secara kon-eksi

dikategorikan menjadi dua yaitu: %( Kon-eksi bebas yang mana aliran fluida

disebabkan oleh adanya -ariasi masa jenis yang selalu diikuti dengan adanya

perbedaan temperatur dalam fluida, #( Kon-eksi paksa yang mana aliran

disebabkan oleh beberapa cara yang berasal dari luar. Misalnya dari fan, pompa,

ataupun tiupan angin !Aalujodjati, #$$: ##(. 0ada *+ 0ortable Tenaga Magnet

sendiri yang terjadi adalah kon-eksi paksa yang berasal dari fan.

Gam%ar 4' Per*in+a)an *anas &nve&si


8/11

Gam%ar 3' M+el Fisis AC Pra%le Tena!a Ma!ne

Bahan luar *+ portable terbuat dari plastik dengan ketebalan 9mm dan

dilapisi polystyrene 9cm. diasumsikan suhu udara luar 96o

dan suhu di dalam

cooler %o ' )ebelum menghitung beban kalor total pada *+ portable, maka harus

ditentukan kalor uap !( dengan persamaan: %5 !%5f%CD5k%CD5k#CD5knC%5fo(.

3iketahui bah/a fo: ',94 A5!m#K( dan f%: ##,4 A5!m#K(. )ehingga diperoleh

nilai sebesar $,4& A5!m#K(.

Ta%el (' Per)iun!an Kalr M+el Fisis AC Pra%le Tena!a Ma!ne

NO DINDING PAN5ANG

#m$

LEBAR

#m$

6 #7$

68 A'U'TD

% 3inding % !atas( $,9 $,9 %,#4

# 3inding # !ba/ah( $,9 $,9 %,#4

9 3inding 9 !samping

kanan(

$,9 $,#6 %,$66

& 3inding & !samping

kiri(

$,9 $,#6 %,$66

6 3inding 6 !depan( $,9 $,#6 %,$66

3inding !belakang( $,9 $,#6 %,$66

6 Tal Din+in! ,4

)elanjutnya perhitungan beban kalor pertukaran udara. ntuk -olume *+

portable diketahui besar -olumenya adalah $,$##6 m9. Berdasarkan perhitungan

diketahui bah/a laju infiltrasinya adalah %,?$%


9/11

Eac laju infiltrasi D laju pertukaran udara.

Eac %,?$%


10/11

Budiman, *ris. #$%9. 3esain enerator Magnet 0ermanen unruk )epeda


11/11

M7(.ournal " Transactions on $iomedical ngineering.6&!#(: 9#9

99$.

Murtiono, *rief. #$%#. 0engaruh 0uenching dan Temering Terhadap Kekerasan

dan Kekuatan Tarik serta )truktur Mikro Baja Karbon )edang untuk

Mata 0isau 0ermanen )a/it.urnal e-inamis. #!#(: 644$.

0urba, 8nny ". #$$6. Konsumsi

ac portable tenaga magnet sebagai alternatif pendingin udara ramah lingkungan dan hemat energi.doc

Documents