pompa air energi termal menggunakan evaporator...

i

POMPA AIR ENERGI TERMAL MENGGUNAKAN

EVAPORATOR PELAT 20 cc

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Mesin

Diajukan Oleh:

YUSUP AGUS SURYONO

NIM : 075214018

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2011

ii

THERMAL ENERGY WATER PUMP USING 20 cc PLATE

EVAPORATOR

FINAL PROJECT

Presented as partitial fulfilment of the requirement

as to obtain the Sarjana Teknik degree

in Mechanical Engineering

By:

YUSUP AGUS SURYONO

NIM : 075214018

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2011

vi

INTISARI

Air sangat penting bagi kehidupan manusia, namun tidak semua tempat dapat memperoleh air dengan mudah. Banyak terdapat tempat sumber mata air lebih rendah dari tempat pemakaiannya sehingga diperlukan pompa untuk mengalirkannya. Pada umumnya pompa air digerakkan oleh energi listrik namun belum semua daerah mampu menikmati jaringan listrik. Alternatif lain yang dapat digunakan untuk penggerak pompa air adalah energi termal menggunakan bahan bakar spirtus. Tetapi unjuk kerja pompa air energi termal di Indonesia belum banyak sehingga perlu dilakukan banyak penelitian untuk menjajagi kemungkinan pemanfaatannya. Adapun tujuan yang ingin dicapai dengan penelitian yang dilakukan yaitu dapat mengetahui debit pemompaan, daya pompa dan efsiensi pompa air energi termal jenis pulsajet air (Water Pulse Jet)..

Pompa air energi termal terdiri dari 3 (tiga) komponen utama, (1) evaporator, (2) kompor, dan (3) tuning pipe (pipa osilasi). Pompa air energi termal yang digunakan untuk penelitian adalah pompa air energy termal menggunakan evaporator pelat dengan pelat tembaga dengan tebal 0,5 mm. Evaporator berpenampang 8 x 8 cm2 dengan volume 70 cc dan disambung dengan pipa tembaga 1/2 inci sepanjang 31 cm. Pemanas dibuat menggunakan pelat tembaga 0,5 mm yang dibuat kubus dengan penampang atas terbuka dengan volume 125 cm3. Kompor ini digunakan sebagai tempat spirtus yang akan dibakar sebagai sumber panas. Spirtus yang digunakan sebanyak 100 cc. Variabel-variabel yang diukur pada pengujian pompa adalah volume air yang keluar ( V ) dan waktu ( t ), sedangkan variasi yang dilakukan pada pengujian pompa adalah ketinggian head ( 1,50 ; 1,80 dan 2,50 m) dan ukuran pipa osilasi ( ½ inci dan 3/8 inci ). Hasil penelitian menunjukkan debit maksimum (Q) 0.35 (liter/menit), daya pompa maksimum (Wp) 0,1 watt, efisiensi pompa maksimum (η pompa) 0,03 % pada head 1,8 m menggunakan pipa osilasi 3/8 inci.

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Jesus Kristus dan Bunda Maria atas segala

berkah dan anugerah-Nya, sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan. Tugas

akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1

program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata

Dharma.

Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “ Pompa Air

Energi Termal Menggunakan Evaporator Pelat 20 cc ” ini karena adanya

bantuan dan kerjasama dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis

mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Sains

dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

2. Bapak Budi Sugiharto S.T., M.T. selaku Ketua Program studi Teknik

Mesin.

3. Bapak Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T. selaku dosen pembimbing tugas akhir

yang telah mendampingi dan memberikan bimbingan dalam

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4. Ir. Rines, M.T. selaku dosen pembimbing akademik.

5. Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan materi

selama kuliah di Universitas Sanata Dharma.

6. Laboran ( Ag. Rony Windaryawan ) yang telah membantu memberikan

ijin dalam penggunakan fasilitas yang diperlukan dalam penelitian ini.

ix

7. Rekan kerja Robertus Agung Setiawan, Heribertus Dwi Prihantoro dan

Nuri Hartarto yang saling membantu dalam penyelesaian tugas akhir.

Penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan dalam penyusunan

laporan ini karena keterbatasan pengetahuan yang belum diperoleh, Oleh karena

itu penulis mengharapkan adanya kritik dan saran dari berbagai pihak yang

bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas ini. Semoga karya ini berguna

bagi mahasiswa Teknik Mesin dan pembaca lainnya. Apabila ada kesalahan dalam

penulisan naskah ini penulis mohon maaf. Terima kasih.

Yogyakarta, 19 Januari 2010

Penulis

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i

TITLE PAGE .......................................................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................. iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................ v

INTISARI ................................................................................................................ vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .............................................................. vii

KATA PENGANTAR ............................................................................................. viii

DAFTAR ISI............................................................................................................ x

DAFTAR TABEL ................................................................................................... .xi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xiii

BAB I. PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

1.l Latar Belakang .......................................................................................... 1

1.2 Batasan Masalah ....................................................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 3

1.4 Manfaat Penelitian .................................................................................... 3

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA............................................................................. 4

2.1 Penelitian yang Pernah Dialakukan ......................................................... 4

2.2 Dasar Teori ............................................................................................... 6

BAB III. METODE PENELITIAN ....................................................................... .15

3.1 Deskripsi Alat ........................................................................................... 15

x

3.2 Variabel yang Divariasikan ....................................................................... 16

3.3 Variabel Pengukuran ................................................................................. 18

3.4 Metode dan Langkah Pengambilan Data .................................................. 18

3.5 Analisa Data .............................................................................................. 19

3.6 Peralatan Pendukung ................................................................................. 19

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................ 21

4.1 Hasil Penelitian ......................................................................................... 21

4.2 Pembahasan ............................................................................................... 35

BAB V. PENUTUP ................................................................................................... 63

5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 63

5.2 Saran ......................................................................................................... 64

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 65

LAMPIRAN.............................................................................................................. 67

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Percobaan ke-1 Volume Air Keluaran Menggunakan Pipa Osilasi 3/8

inci dan Head 1,5 m dengan Volume Evaporator 70

cc......................................................................................................21



cc......................................................................................................21

Tabel 4.3. Percobaan ke-3 Volume Air Keluaran Menggunakan Pipa Osilasi

3/8 inci dan Head 1,8 m dengan Volume Evaporator 70

cc......................................................................................................22



cc......................................................................................................22



cc......................................................................................................23



cc......................................................................................................24



cc......................................................................................................25



cc......................................................................................................27



cc......................................................................................................29

xii

Tabel 4.10. Percobaan ke-10 Volume Air Keluaran Menggunakan Pipa Osilasi

1/2 inci dan Head 1,8 m dengan Volume Evaporator 100

cc......................................................................................................31

Tabel 4.11. Data Pengujian Daya Spirtus...........................................................34

Tabel 4.12. Perhitungan Daya Spirtus................................................................36

Tabel 4.13. Perhitungan Pompa Menggunakan Pipa Osilasi 3/8 inci dan 1/2

inci pada Evaporator berpenampang 8 x 8 cm2 dengan Volume

Evaporator 70 cc dan 100 cc ( setelah menggelembung )...............37



Evaporator 60 cc dan 170 cc ( setelah menggelembung )...............39



Evaporator 70 cc dan 150 cc ( setelah menggelembung )................39

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Pompa Air Energi Termal Jenis Pulse Jet....... ...................................... 6

Gambar 2.2. Dimensi Evaporator .............................................................................. 7

Gambar 2.3. Pompa Air Energi Termal Jenis Pulse Jet ............................................. 8

Gambar 2.4. Pompa Air Energi Termal Jenis Fluidyn Pump .................................... 9

Gambar 2.5. Sistem Kerja Fluidyn Pump .................................................................. 10

Gambar 2.6. Pompa Air Energi Termal Jenis Nifte Pump ......................................... 11

Gambar 2.7. Sistem Kerja Nifte Pump ...................................................................... 12

Gambar 3.1. Skema Pompa Air Energi Termal ......................................................... 15

Gambar 3.2. Dimensi Evaporator .............................................................................. 16

Gambar 3.3. Variasi Diameter Selang Osilasi ....................................................... 17

Gambar 3.4. Variasi Ketinggian Head ................................................................... 17

Gambar 4.1. Evaporator pelat berpenampang 10 x 10 cm2 dengan volume

70 cc ..................................................................................................... 38

Gambar 4.2. Evaporator pelat berpenampang 10 x 10 cm2 dengan volume

60 cc ..................................................................................................... 38

Gambar 4.3. Hubungan Variasi Head, Pipa Osilasi dengan Debit Pompa

menggunakan Evaporator Pelat berpenampang 8 x 8 cm2 ........... 40

Gambar 4.4. Hubungan Variasi Head, Pipa Osilasi dengan Daya Pompa


Gambar 4.5. Hubungan Variasi Head, Pipa Osilasi dengan Efisiensi Pompa


Gambar 4.6. Evaporator Pipa Tunggal dengan Volume 44 cc ............................ 44

Gambar 4.7. Evaporator 2 Pipa Pararel .................................................................. 45

Gambar 4.8. Perbandingan Debit Antar Evaporator pada head 1,5 m dengan pipa

osilasi 3/8 inci ..................................................................................... 45


osilasi 3/8 inci ..................................................................................... 47


osilasi 3/8 inci ................................................................................... 48

xiv


osilasi 1/2 inci ................................................................................... 49

Gambar 4.12. Perbandingan Daya Antar Evaporator pada head 1,5 m dengan pipa

osilasi 3/8 inci ................................................................................... 51


osilasi 3/8 inci ................................................................................... 52


osilasi 3/8 inci ................................................................................... 54


osilasi 1/2 inci ................................................................................... 55

Gambar 4.16. Perbandingan Efisiensi Antar Evaporator pada head 1,5 m dengan

pipa osilasi 3/8 inci ........................................................................... 56







1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air merupakan kebutuhan penting atau pokok bagi kehidupan

manusia. Air selama ini digunakan untuk mandi, memasak, pengairan

sawah, serta masih banyak lainnya. Ketersediaan air di Indonesia merupakan

salah satu keunggulan yang dimiliki bangsa kita yang belum digali dan

dioptimalkan. Tapi semua itu akan menjadi sia-sia jika apa yang kita punya

tidak kita olah dengan sebaik-baiknya. Selama ini kita selalu mempunyai

ketergantungan terhadap bangsa lain padahal potensi yang dimiliki bangsa

ini sangatlah mampu untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari. Negara kita

sebenarnya sangatlah kaya, karena tidak hanya air yang tersedia dengan

melimpah, tapi sarana untuk mengolah atau mengelola pun sudah tersedia.

Pada umumnya pompa air digerakkan energi listrik (motor listrik),

tetapi belum semua daerah di Indonesia dapat menikmati jaringan listrik.

Selain itu penggunaan energi listrik menyebabkan biaya penyediaan air

menjadi mahal, sehingga mengurangi kemampuan masyarakat dalam

memenuhi kebutuhan hidup yang lain. Alternatif lain pompa air energi

termal, jenis pompa air energi termal yaitu pompa air energi termal dengan

jenis pulsajet (Water Pulse Jet).

2

Pada penelitian ini menggunakan pompa air energi termal jenis

pulsajet karena merupakan jenis pompa air yang paling sederhana serta

mempunyai komponen yang mudah dibuat dan bisa dikembangkan dengan

menggunakan energi surya. Untuk memanfaatkan energi surya tersebut salah

satunya bisa menggunakan kolektor surya plat datar jenis Compound

Parabolic Collector (CPC) sehingga perlu dilakukan penelitian berikutnya

tentang karakteristik kolektor tersebut yang merupakan teknologi sederhana

sehingga mempunyai peluang dimanfaatkan masyarakat untuk diaplikasikan

pada pompa tersebut. Unjuk kerja kolektor surya untuk memompa air atau

yang lebih sering disebut pompa air energi surya di Indonesia belum banyak

sehingga perlu dilakukan penelitian agar dapat diaplikasikan menjadi alat

yang berguna bagi masyarakat.

1.2. Batasan Masalah

Agar permasalahan yang ada tidak berkembang menjadi luas, maka

perlu adanya batasan terhadap permasalahan yang akan dibuat yaitu:

1. Massa jenis air yang digunakan 1000 kg/m3 untuk berbagai kondisi.

2. Panas jenis air yang digunakan 4192,47 J/Kg ºC untuk berbagai

kondisi.

3. Rugi – rugi gesekan, belokan dan kekentalan fluida dalam pipa

diabaikan.

3

1.3. Tujuan Penelitian

1. Membuat pompa air energi termal jenis pulsajet air (Water Pulse Jet)

menggunakan evaporator pelat berpenampang 8 x 8 cm2 dengan volume

20 cc.

2. Mengetahui debit (Q), daya pompa (Wp) dan efisiensi (η pompa)

maksimum pompa air energi termal jenis pulsajet air (Water Pulse Jet)


20 cc.

3. Membadingkan hasil yang diperoleh dari pompa air energi termal jenis

pulsajet air (Water Pulse Jet) menggunakan evaporator pelat

berpenampang 8 x 8 cm2 bervolume 20 cc dengan pompa air energi

termal jenis pulsajet air (Water Pulse Jet) menggunakan evaporator pelat

berpenampang 10 x 10 cm2 bervolume 60 cc dan pompa air energi

termal jenis pulsajet air (Water Pulse Jet) menggunakan evaporator pelat

berpenampang 10 x 10 cm2 bervolume 70 cc.

4. Membadingkan hasil yang diperoleh dari pompa air energi termal jenis

pulsajet air (Water Pulse Jet) menggunakan evaporator pelat

berpenampang 8 x 8 cm2 bervolume 20 cc dengan penelitian yang

pernah dilakukan sebelumnya.

1.4. Manfaat Penelitian

Menambah kepustakaan tentang pompa air energi termal.

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Penelitian yang Pernah Dilakukan

Penelitian pada pompa air energi surya memperlihatkan bahwa

waktu pengembunan uap dipengaruhi oleh temperatur dan debit air

pendingin masuk kondensor ( Sumathy et. al., 1995 ). Penelitian pompa

energi panas berbasis motor stirling dapat secara efektif memompa air

dengan variasi head antara 2 – 5 m ( Mahkamov, 2003 ). Penelitian pompa

air energi panas oleh Smith menunjukkan bahwa ukuran kondenser yang

sesuai dapat meningkatkan daya output sampai 56% ( Smith, 2005 ).

Penelitian secara teoritis pompa air energi panas surya dengan dua macam

fluida kerja, yaitu n-pentane dan ethyl ether memperlihatkan bahwa

efisiensi pompa dengan ethyl ether 17% lebih tinggi dibanding n-pentane

untuk tinggi head 6 m ( Wong, 2000 ). Analisa termodinamika untuk

memprediksi unjuk kerja pompa air energi panas surya pada beberapa

ketingian head memperlihatkan bahwa jumlah siklus/ hari tergantung pada

waktu pemanasan fluida kerja dan waktu yang diperlukan untuk

pengembunan uap. Waktu pemanasan tergantung pada jumlah fluida awal

dalam sistem. Waktu pengembunan tergantung pada luasan optimum koil

pendingin ( Wong, 2001 ).

Penelitian lain yang pernah dilakukan seperti dalam Tugas Akhir

“Karakteristik Kolektor Surya CPC Untuk Pompa Air Energi Termal

5

Menggunakan Pompa Rendam” mampu menghasilkan Efisiensi sensibel

kolektor maksimum adalah 12,68 %, daya pemompaan maksimum adalah 0,0893

Watt, Efisiensi sistem maksimum sebesar 0,132 %, faktor efisiensi maksimum

adalah 57,218 % ( Yoanita, 2009 ).

Pada penelitian “Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator 39

CC dan Pemanas 266 Watt” mampu menghasilkan daya pompa (Wp)

maksimum adalah 0.139 watt, efisiensi pompa (ηpompa) maksimum 0.060

% pada variasi bukaan kran 30 ºC, dan debit (Q) maksimum 0,697

liter/menit pada variasi ketinggian head 1,75 m dan bukaan kran penuh

atau 0 ºC dengan pendingin udara ( Suhanto, 2009 ).

Dalam penelitian “Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator 44

CC dan Pemanas 78 Watt” mampu menghasilkan daya pompa (Wp)

maksimum adalah 0.167 watt, efisiensi pompa (ηpompa) maksimum

0,213 %, dan debit (Q) maksimum 0.584 liter/menit pada variasi

ketinggian head 1,75 m dan bukaan kran 0ºC dengan pendingin udara

(Nugroho, 2009).

Selanjutnya dalam penelitian “Pompa Air Energi Termal Menggunakan

Evaporator 2 Pipa Paralel” mampu menghasilkan daya pompa (Wp)

maksimum adalah 0.148 watt, efisiensi pompa (ηpompa) maksimum 0,03

%, dan debit (Q) maksimum 0.588 liter/menit pada variasi ketinggian head

1,5 m, selang osilasi 1/2 inci tanpa pendingin. ( Putra, 2010 ).

6

2.2 Dasar Teori

Pompa air energi termal pada umumnya menggunakan jenis pulsa jet

air (water pulse jet) seperti pada Gambar 2.1 dan Gambar 2.3, pompa air

energi termal dengan jenis fluidyn pump seperti Gambar 2.4, serta pompa

air energi termal dengan jenis nifte pump pada Gambar 2.6. Pada

penelitian ini dibuat pompa energi termal jenis pulsa jet air (water pulse

jet) dengan menggunakan fluida kerja spirtus karena merupakan jenis

pompa air energi termal yang paling sederhana dibandingkan yang lain.

Gambar 2.1. Pompa Air Energi Termal Jenis Pulsajet

( Nugroho, 2009 )

7

Gambar 2.2. Dimensi Evaporator

( Nugroho, 2009 )

Keterangan Gambar 2.1 :

1. Pipa osilasi 7. Selang keluaran

2. Kran osilasi 8. Evaporator

3. Gelas ukur 9. Pendingin

4. Tangki hisap 10. Kran pengisi fluida

5. Katup hisap satu arah 11. Rangka

6. Katup buang satu arah

8

Gambar 2.3. Pompa Air Energi Termal Jenis pulse jet

( Smith, T. C. B, 2005 )

Keterangan bagian-bagian pulse jet :

1. Fluida air 5. Pipa osilasi

2. Sisi uap 6. Katup hisap

3. Sisi panas 7. Katup buang

4. Sisi dingin

Pompa air yang digunakan adalah pompa air jenis pulsa jet (water

pulse jet pump). Evaporator dan sistem yang berisi air mula mula dipanaskan

dengan pemanas bahan bakar spritus. Evaporator berfungsi untuk menguapkan

fluida kerja air sehingga terjadi osilasi. Pada saat menerima uap bertekanan

yang cukup, air dalam sistem terdorong keluar melelui saluran buang,

9

kemudian uap mengalami pengembunan. Pengembunan uap ini menyebabkan

tekanan dalam pompa turun (dibawah tekanan atmosfir atau vakum) sehingga

air dari sumber masuk / terhisap mengisi sistem, dan proses langkah tekan

pompa akan terjadi kembali, karena uap yang baru dari evaporator masuk ke

dalam pompa. Setiap satu langkah tekan pompa (karena uap bertekanan masuk

pompa) dan satu langkah hisap (karena uap mengembun karena pendinginan)

disebut satu siklus namun siklus ini berlangsung cepat. Pompa dilengkapi

dengan dua katup satu arah masing-masing pada sisi hisap dan sisi tekan.

Fungsi katup adalah agar pada langkah tekan air mengalir ke tujuan dan tidak

kembali ke sumber.

Gambar 2.4. Pompa Air Energi Termal Jenis Fluidyn Pump

( Smith, T. C. B, 2005 )

10

Keterangan bagian-bagian Fluidyn Pump :

1. Displacer 6. Katup hisap

2. Penukar panas 7. Katup buang

3. Pemicu regenerasi 8. Sisi volume mati

4. Penukar panas 9. Pengapung

5. Pipa osilasi

Gambar 2.5. Sistem Kerja Fluidyn Pump

( Smith, T. C. B, 2005 )

Prinsip kerja jenis fluidyn pump ialah pada bagian yang

dipanasi menghasilkan uap, sehingga fluida di bagian sisi panas turun dan

memberikan tekanan pada bagian sisi dingin yang menyebabkan air

terdorong keluar. Selanjutnya pada proses penghisapan terjadi karena uap

di bagian sisi panas mengalami pengembunan disertai dengan bantuan

penukar panas, kemudian fluida pada sisi dingin menggantikan atau

mengisi kembali fluida sistem di bagian sisi panas.

11

Gambar 2.6. Pompa Air Energi Termal Jenis Nifte Pump

( Smith, T. C. B, 2005 )

Keterangan bagian-bagian Nifte Pump :

1. Kekuatan piston 6. Katup

2. Beban 7. Saturator

3. Silinder displacer 8. Difusi kolom

4. Evaporator 9. Perpindahan panas

5. Kondenser

12

Gambar 2.7. Sistem Kerja Nifte Pump

( Sumber : www.Wikipedia.co.id )

Nifte pump memiliki dua silinder vertikal (1 dan 2) yang terhubung

pada bagian atas (3), Sambungan lain terdapat di bagian bawah

menggunakan katup penghambat atau penutup (4). Pada saat tekanan uap

yang dihasilkan oleh evaporator meningkat (5), fluida (2) akan menekan

beban atau fluida sistem (7) mengalir keluar. Selanjutnya pada proses

penghisapan terjadi ketika uap air mengembun dengan bantuan kondenser,

hal ini terus terulang secara terus menerus.

Untuk menghitung unjuk kerja dari pompa air energi termal, dapat

dugunakan persamaan-persamaan yang tercantum di bawah ini.

Debit pemompaan yaitu jumlah volume yang dihasilkan tiap satuan

waktu (detik) dapat dihitung dengan persamaan ( Giles, 1986 )

t

VQ = (2.1)

13

Dengan:

V : volume air keluaran (ml)

t : waktu yang diperlukan (detik)

Daya pemompaan yang dihasilkan pompa air dapat dihitung dengan

persamaan ( Giles, 1986 )

HQgP

W ...ρ=

(2.2)

Dengan:

ρ : massa jenis air (kg/m3)

g : percepatan gravitasi (m/s2)

Q : debit pemompaan (m3/s)

H : head pemompaan (m)

Daya spritus yang dihasilkan dapat dihitung dengan persamaan

seperti berikut ( Giles, 1986 )

t

TcmW p

spirtus

∆=

.. (2.3)

Dengan :

mair : massa air yang dipanasi (kg)

Cp : panas jenis air (J/Kg ºC)

∆ T : kenaikan temperatur (o C)

t : waktu yang diperlukan untuk pemanasan (detik)

14

Efisiensi pompa didefinisikan sebagai perbandingan antara daya

pemompaan yang dihasilkan selama waktu tertentu dengan besarnya daya

fluida yang dihasilkan. Efisiensi pompa dapat dihitung dengan persamaan

( Giles, 1986 )

(2.4)

Dengan :

Wp : daya pemompaan (watt)

Wspritus : daya spritus (watt)

WspritusP

W

pompa=η

15

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1.Deskripsi Alat

Gambar 3.1. Skema Pompa Air Energi Termal

Keterangan :

1. Evaporator 6. Corong keluaran 11. Tangki air

2. Tempat spritus 7. Pipa osilasi 1/2 inci 12. Gelas ukur

3. Katup tekan 8. Pipa osilasi 3/8 inci 13. Rangka

4. Katup hisap 9. Kran pipa osilasi 3/8 inci

5. Selang keluaran 10. Kran pipa osilasi 1/2 inci

16

Gambar 3.2. Dimensi Evaporator

Pompa termal pada penelitian ini terdiri dari 3 komponen utama yaitu:

1. Evaporator menggunakan bahan dari pelat tembaga sebagai bagian

yang dipanasi yang berukuran 8 x 8 cm2.

2. Pipa tembaga sebagai tempat masukknya air dan sebagai tempat kotak

pemanas.

3. Kotak pemanas / pembakaran yang terbuat dari plat tembaga sebagai

tempat bahan bakar spirtus.

3.2.Variabel Yang Divariasikan

Variabel yang divariasikan dalam pengujian yaitu:

1. Variasi diameter selang osilasi ( 3/8 inci dan 1/2 inci ).

2. Variasi ketinggian head ( 1,50 ; 1,80 dan 2,50 m ).

17

Gambar 3.3. Variasi Diameter Selang Osilasi

Gambar 3.4. Variasi Ketinggian Head

18

3.3.Variabel yang Diukur

Variabel-variabel yang diukur antara lain :

- Volum air yang keluar (V)

- Waktu (t)

Untuk selanjutnya dari variabel-variabel tersebut dilakukan

perhitungan untuk mendapatkan debit (Q), daya pompa (Wp) dan efisiensi

pompa (η pompa) serta daya spirtus (W spirtus).

3.4.Langkah Penelitian

Metode pengumpulan data adalah cara-cara memperoleh data melalui

percobaan alat. Metode yang dipakai untuk mengumpulkan data yaitu

menggunakan metode langsung. Penulis mengumpulkan data dengan menguji

langsung alat yang telah dibuat.

Langkah – langkah pengambilan data pompa :

1. Alat diatur pada ketinggian head 1,80 m.

2. Uji diameter selang osilasi yang menghasilkan volume air keluaran

terbanyak.

3. Gunakan diameter selang osilasi yang menghasilkan volume air keluaran

terbanyak.

4. Mengisi fluida kerja evaporator dan sistem.

5. Mengisi bahan bakar spirtus.

6. Mulai penyalaan pemanas evaporator.

7. Mencatat waktu serta volume air yang dihasilkan pompa.

19

8. Ulangi no 3 – 7 pada pengujian selanjutnya dengan menggunakan head

1,5 m kemudian dilanjutkan kembali dengan head 2,5 m.

3.5.Analisa Data

Data yang diambil dan dihitung dalam penelitian pompa yaitu : volume

output air (V) dan waktu pemompaan (s) untuk menghitung debit aliran air

(Q) pada variasi tertentu. Tinggi head (H) dan hasil perhitungan debit aliran

(Q) untuk menghitung daya pompa (Wp) dan efisiensi pompa (η pompa).

Analisa akan lebih mudah dilakukan dengan membuat grafik debit pompa,

daya pemompaan, dan efisiensi pompa.

3.6.Peralatan Pendukung

Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah :

a. Stopwatch

Alat ini digunakan untuk mengukur waktu air mengalir.

b. Gelas Ukur Besar

Gelas ukur besar dipakai untuk mengukur banyaknya air yang keluar

dari pompa air setelah jangka waktu tertentu.

c. Gelas Ukur Kecil

Gelas ukur kecil dipakai untuk mengukur volume spritus yang

digunakan sebagi bahan bakar pembakaran agar waktu padamnya api

sama.

20

d. Ember

Ember digunakan untuk menampung air yang akan dihisap. Air

didalam ember ini juga dijaga ketinggiannya agar sama dari waktu ke

waktu dengan cara diisi secara terus menerus.

21

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Penelitian

Pengambilan data pada penelitian pompa air energi termal

menggunakan evaporator pelat berpenampang 8 x 8 cm2 bervolume 20 cc

dengan volume spirtus 100 ml diperoleh data-data pompa seperti tabel 4.1

sampai dengan tabel 4.10.

Tabel 4.1. Percobaan ke-1 Volume Air Keluaran Menggunakan Pipa Osilasi 3/8 inci dan Head 1,5 m dengan Volume Evaporator 20 cc

Waktu air mulai keluar

( menit )

Waktu berhenti

keluarnya air ( menit )

Volume Air Keluaran

( ml )

0:00:49 0:01:08 160 0:04:11 0:04:26 330 0:04:30 0:04:43 420 0:05:00 0:08:07 1860 0:08:12 0:27:21 9350

Tabel 4.2 Percobaan ke-2 Volume Air Keluaran Menggunakan Pipa Osilasi 3/8 inci dan Head 1,5 m dengan Volume Evaporator 20 cc


( menit )

Waktu berhenti


Volume Air Keluaran

( ml )

0:00:38 0:01:01 170 0:03:30 0:03:42 280 0:03:48 0:04:00 360 0:04:26 0:06:44 1360 0:06:50 0:27:12 8140

22



( menit )

Waktu berhenti


Volume Air Keluaran

( ml )

0:01:15 0:01:41 160 0:03:24 0:03:34 240 0:04:10 0:25:46 8290



( menit )

Waktu berhenti


Volume Air Keluaran

( ml )

0:00:41 0:00:57 160 0:03:07 0:03:10 170 0:03:39 0:04:24 440 0:04:28 0:05:04 700 0:05:15 0:07:12 1590 0:07:20 0:28:30 9890

23



( menit )

Waktu berhenti


Volume Air Keluaran

( ml )

0:03:44 0:03:45 50 0:04:07 0:04:10 80 0:04:20 0:04:30 120 0:04:55 0:05:10 240 0:05:25 0:05:40 360 0:05:58 0:06:10 770 0:07:20 0:08:17 1000 0:08:33 0:08:42 1120 0:08:55 0:09:09 1190 0:09:21 0:09:40 1300 0:09:58 0:10:50 1580 0:11:22 0:11:25 1640 0:11:42 0:12:40 2000 0:12:50 0:14:09 2500 0:14:16 0:14:20 2560 0:14:30 0:16:36 3240 0:16:44 0:16:48 3300 0:17:02 0:17:36 3460 0:17:45 0:18:30 3580 0:18:38 0:21:42 4700 0:21:50 0:22:54 5000 0:23:00 0:23:30 5200 0:23:38 0:27:50 6600

24



( menit )

Waktu berhenti


Volume Air Keluaran

( ml )

0:00:50 0:01:07 120 0:02:44 0:02:48 200 0:03:24 0:03:32 240 0:03:42 0:04:12 370 0:04:27 0:04:53 500 0:05:10 0:05:27 580 0:05:40 0:05:42 600 0:05:51 0:06:00 660 0:06:16 0:06:22 710 0:06:38 0:06:40 740 0:06:52 0:06:56 780 0:07:06 0:07:10 820 0:07:21 0:07:25 840 0:07:36 0:07:38 880 0:07:45 0:07:47 920 0:08:05 0:08:20 1040 0:08:37 0:09:12 1240 0:09:22 0:09:32 1300 0:09:42 0:09:56 1400 0:10:09 0:10:46 1610 0:11:00 0:11:40 1850 0:11:52 0:12:00 1900 0:12:14 0:12:28 2000 0:12:30 0:13:00 2100 0:13:23 0:13:48 2330 0:13:56 0:13:58 2360 0:14:19 0:14:35 2460 0:14:44 0:14:50 2520 0:15:00 0:15:15 2580 0:15:28 0:16:12 2760 0:16:32 0:18:30 3300 0:18:42 0:19:54 3580 0:20:04 0:21:50 4000 0:22:08 0:24:00 4920

25

Setelah mengalami beberapa kali pemanasan, evaporator mengalami

penggelembungan dan setelah dilakukan pengukuran ulang terhadap volume

evaporator, ternyata volumenya naik menjadi 100 cc.



( menit )

Waktu berhenti


Volume Air Keluaran

( ml )

0:01:44 0:01:50 20 0:01:55 0:02:01 160 0:02:08 0:02:14 200 0:03:36 0:03:38 240 0:04:12 0:04:18 280 0:04:30 0:04:33 340 0:04:50 0:04:54 370 0:05:04 0:04:08 400 0:05:13 0:05:16 440 0:05:27 0:05:35 550 0:05:48 0:05:54 610 0:06:06 0:06:20 780 0:06:31 0:06:35 840 0:06:46 0:06:50 870 0:07:00 0:07:05 940 0:07:22 0:07:26 1000 0:07:38 0:07:41 1060 0:07:51 0:07:53 1090 0:08:04 0:08:08 1140 0:08:22 0:08:24 1180 0:08:36 0:08:38 1220 0:08:55 0:09:00 1340 0:09:14 0:09:18 1380 0:09:28 0:09:34 1460 0:09:44 0:10:04 1600 0:10:18 0:10:25 1700

26

Tabel 4.7. Percobaan ke-7 Volume Air Keluaran Menggunakan Pipa Osilasi 3/8 inci dan Head 1,8 m dengan Volume Evaporator 100 cc ( lanjutan )


Waktu berhenti

keluarnya air

Keluaran (ml)

0:10:36 0:10:48 1800 0:10:59 0:10:06 1860 0:11:14 0:11:17 1940 0:11:30 0:11:38 2100 0:12:09 0:12:15 2300 0:12:30 0:12:34 2400 0:12:53 0:12:57 2460 0:13:14 0:13:18 2500 0:13:25 0:13:29 2560 0:13:40 0:13:42 2600 0:14:00 0:14:06 2700 0:14:14 0:14:18 2760 0:14:34 0:13:40 2860 0:14:54 0:15:04 2960 0:15:12 0:15:17 3020 0:15:25 0:15:32 3120 0:15:44 0:15:47 3160 0:15:55 0:16:09 3260 0:16:20 0:16:24 3300 0:16:30 0:16:33 3360 0:16:40 0:16:44 3400 0:16:50 0:16:53 3460 0:17:04 0:17:12 3500 0:17:20 0:17:28 3580 0:17:37 0:17:56 3720 0:18:02 0:18:26 3880 0:18:55 0:19:03 4100 0:19:28 0:19:36 4260 0:19:44 0:19:48 4360 0:20:10 0:20:26 4500 0:20:32 0:20:38 4580 0:20:46 0:21:00 4620 0:21:10 0:21:15 4800

27




( menit )

Waktu berhenti


Volume Air Keluaran

( ml )

0:01:42 0:02:14 200 0:03:15 0:03:21 240 0:03:36 0:03:40 270 0:04:04 0:04:09 320 0:04:20 0:04:26 410 0:04:49 0:04:53 440 0:05:00 0:05:05 480 0:05:13 0:05:17 500 0:05:32 0:05:44 600 0:05:56 0:06:02 640 0:06:09 0:06:15 700 0:06:24 0:06:35 800 0:07:07 0:07:19 960 0:07:25 0:07:33 1060 0:07:39 0:07:51 1140 0:07:57 0:08:25 1260 0:08:33 0:08:41 1340 0:08:49 0:09:00 1400 0:09:05 0:09:14 1460


Waktu berhenti

keluarnya air

Keluaran (ml)

0:21:25 0:21:29 4880 0:21:36 0:23:00 5340 0:23:08 0:23:16 5400 0:23:20 0:33:30 9020

28



( menit )

Waktu berhenti


Volume Air Keluaran

(ml)

0:09:22 0:09:41 1590 0:09:47 0:09:59 1680 0:10:07 0:10:15 1710 0:10:27 0:10:40 1820 0:10:49 0:10:55 1840 0:10:58 0:11:03 1880 0:11:07 0:11:25 1950 0:11:27 0:11:51 2080 0:12:00 0:12:04 2100 0:12:12 0:12:16 2140 0:12:26 0:12:32 2180 0:12:39 0:12:49 2260 0:12:53 0:12:59 2280 0:13:10 0:13:16 2340 0:13:21 0:13:26 2380 0:13:31 0:13:43 2460 0:13:50 0:14:00 2510 0:14:08 0:14:14 2610 0:14:22 0:14:29 2660 0:14:35 0:14:42 2700 0:14:48 0:14:55 2710 0:15:00 0:15:12 2800 0:15:22 0:15:42 2900 0:15:49 0:16:00 2960 0:16:07 0:16:19 3060 0:16:28 0:16:39 3120 0:16:48 0:17:00 3320 0:17:07 0:17:19 3300 0:17:32 0:17:43 3400 0:17:52 0:17:56 3440 0:18:00 0:18:08 3500 0:18:15 0:18:27 3560 0:18:34 0:18:39 3600

29



( menit )

Waktu berhenti


Volume Air Keluaran

(ml)

0:18:46 0:18:48 3640 0:18:52 0:19:00 3700 0:19:04 0:19:12 3760 0:19:20 0:19:29 3840 0:19:40 0:20:06 3980 0:20:09 0:20:22 4080 0:20:33 0:20:41 4160 0:20:56 0:32:55 7500

Tabel 4.9. Percobaan ke-9 Volume Air Keluaran Menggunakan Pipa Osilasi 1/2 inci

dan Head 1,8 m dengan Volume Evaporator 100 cc


( menit )

Waktu berhenti


Volume Air Keluaran

( ml )

0:02:40 0:02:44 180 0:03:51 0:03:59 280 0:04:12 0:04:18 340 0:04:33 0:04:38 420 0:05:18 0:05:22 440 0:05:29 0:05:35 460 0:05:44 0:05:48 470 0:06:10 0:06:13 500 0:07:40 0:07:53 520 0:08:02 0:08:12 540 0:08:55 0:09:00 580 0:09:22 0:09:24 600 0:09:43 0:09:47 650 0:10:04 0:10:07 680 0:10:26 0:10:29 720 0:10:48 0:10:51 760

30

Tabel 4.9. Percobaan ke-9 Volume Air Keluaran Menggunakan Pipa Osilasi 1/2 inhi dan Head 1,8 m dengan Volume Evaporator 100 cc ( lanjutan )


( menit )

Waktu berhenti


Volume Air Keluaran

( ml )

0:11:00 0:11:18 860 0:11:34 0:11:46 980 0:12:02 0:12:12 1060 0:12:18 0:12:22 1100 0:12:35 0:12:37 1140 0:12:55 0:13:04 1220 0:13:16 0:13:25 1350 0:13:38 0:13:38 1380 0:13:54 0:14:05 1540 0:14:18 0:14:21 1580 0:14:35 0:14:48 1600 0:14:54 0:14:57 1700 0:15:04 0:15:09 1740 0:15:25 0:15:27 1780 0:15:36 0:15:38 1820 0:15:47 0:15:50 1860 0:16:02 0:16:05 1920 0:16:20 0:16:26 1940 0:16:32 0:16:34 1960 0:18:26 0:18:27 2040 0:20:29 0:20:38 2120 0:20:49 0:20:54 2150 0:21:25 0:21:30 2200 0:21:53 0:22:00 2260 0:22:08 0:22:10 2340 0:22:38 0:22:42 2380 0:23:04 0:23:12 2400 0:22:16 0:22:19 2480 0:23:33 0:23:35 2580 0:23:46 0:23:51 2590 0:24:02 0:24:08 2660 0:24:25 0:24:30 2760 0:24:50 0:24:53 2800 0:25:00 0:25:10 2920

31

Tabel 4.9. Percobaan ke-9 Volume Air Keluaran Menggunakan Pipa Osilasi 1/2 inhi dan Head 1,8 m dengan Volume Evaporator 100 cc ( lanjutan )


( menit )

Waktu berhenti


Volume Air Keluaran

( ml )

0:25:26 0:25:28 2940 0:25:37 0:25:42 3040 0:25:58 0:26:04 3120 0:26:18 0:26:21 3160 0:26:30 0:26:34 3240 0:26:52 0:27:04 3350 0:27:14 0:27:28 3490 0:27:42 0:27:42 3750 0:27:52 0:27:56 3760 0:28:05 0:28:17 3640 0:28:36 0:28:40 3700 0:29:04 0:29:06 3806 0:29:15 0:29:18 3860 0:29:45 0:29:48 3900 0:30:00 0:30:09 4020 0:30:36 0:30:42 4180 0:31:34 0:31:36 4200 0:32:54 0:34:00 5160



( menit )

Waktu berhenti


Volume Air Keluaran

( ml )

0:01:38 0:01:42 180 0:03:22 0:03:30 340 0:03:53 0:03:55 380 0:04:19 0:04:22 430 0:04:53 0:05:02 540 0:05:25 0:05:28 600 0:09:35 0:09:37 650

32



( menit )

Waktu berhenti


Volume Air Keluaran

( ml )

0:06:01 0:06:10 740 0:06:39 0:06:42 770 0:06:54 0:06:58 830 0:07:09 0:07:13 880 0:07:30 0:07:44 1000 0:08:12 0:08:20 1130 0:08:39 0:08:48 1240 0:09:02 0:09:08 1360 0:09:20 0:09:23 1400 0:09:53 0:09:59 1460 0:10:07 0:10:10 1500 0:10:16 0:10:22 1560 0:10:38 0:10:44 1650 0:11:00 0:11:12 1780 0:11:25 0:11:30 1820 0:11:37 0:11:42 1860 0:11:52 0:12:01 1930 0:12:09 0:12:13 1960 0:12:20 0:12:24 2000 0:12:34 0:12:38 2040 0:12:50 0:12:53 2100 0:13:03 0:13:07 2160 0:13:22 0:13:25 2200 0:13:36 0:13:39 2240 0:13:50 0:13:53 2280 0:14:13 0:14:17 2340 0:14:26 0:14:28 2380 0:14:37 0:14:42 2440 0:15:14 0:15:17 2460 0:15:31 0:15:39 2530 0:16:08 0:16:10 2620 0:16:27 0:16:34 2710 0:17:10 0:17:24 2900 0:17:49 0:17:51 2950

33



( menit )

Waktu berhenti


Volume Air Keluaran

( ml )

0:18:11 0:18:13 3000 0:18:28 0:18:34 3120 0:18:54 0:18:57 3140 0:19:09 0:19:13 3220 0:19:21 0:19:24 3260 0:19:33 0:19:39 3360 0:19:54 0:20:04 3600 0:20:33 0:20:40 3600 0:21:02 0:21:15 3740 0:21:42 0:21:47 3800 0:21:53 0:21:55 3860 0:22:08 0:22:18 3940 0:22:33 0:22:40 4060 0:23:00 0:23:02 4100 0:23:15 0:23:17 4120 0:23:25 0:23:27 4160 0:23:57 0:24:00 4200 0:24:12 0:24:19 4300 0:24:40 0:24:50 4380 0:25:22 0:25:25 4400 0:25:43 0:25:46 4470 0:25:55 0:26:03 4560 0:26:16 0:26:18 4630 0:26:32 0:26:38 4720 0:26:55 0:27:00 4800 0:27:14 0:27:19 4880 0:27:35 0:27:38 4920 0:27:48 0:27:54 5000 0:28:14 0:28:18 5060 0:28:29 0:28:32 5100 0:28:44 0:28:50 5200 0:29:07 0:29:10 5240 0:29:16 0:29:24 5300 0:29:38 0:29:42 5340

34



( menit )

Waktu berhenti


Volume Air Keluaran

( ml )

0:30:08 0:30:11 5360 0:30:22 0:30:25 5420 0:30:35 0:30:44 5500 0:31:10 0:31:14 5580 0:31:30 0:31:36 5640 0:31:40 0:31:50 5760 0:32:09 0:32:11 5780 0:32:24 0:32:27 5840 0:32:46 0:32:54 5960 0:33:22 0:33:29 6000 0:33:35 0:33:40 6100

Data pengujian daya spirtus diperoleh dengan memanaskan 1 kg air

menggunakan bahan bakar spirtus. Air yang dipanaskan tidak boleh sampai mendidih

dan diukur suhunya setiap satu menit.

Tabel 4.11. Data Pengujian Daya Spirtus

Waktu (detik) Suhu (⁰C) 0 27,1 60 30,2 120 39,1 180 44,7 240 49,2 300 52,5 360 59,1 420 66,8 480 67,4 540 72,0 600 78,4

35

4.2. Pembahasan

Dari data-data yang diperoleh pada Tabel 4.1 sampai Tabel 4.10 dapat

dihitung unjuk kerja pompa air energi termal dengan menggunakan persamaan 2.1

samppai 2.4.

Berikut ini adalah contoh perhitungan pada pengambilan data Tabel 4.1

Percobaan ke-I variasi head 1,5 m dengan pipa osilasi 3/8 inci.

Perhitungan nilai Q ( debit )

Dimana besarnya volume keluaran sebesar 9350 ml , dan waktu yang

diperlukan selama 27 menit 21 detik atau 1641 detik, sehingga debit yang

dihasilkan :

Q = detik 1641

9350 mililiter

= 5,697 mililiter/detik

= 341,82 mililiter/menit

= 0,342 liter/menit

Daya pemompaan yang dihasilkan dapat dihitung dengan ρ sebesar 1000

kg/m3 dan g sebesar 9,8 m/s2 :

Wp = 1000 kg/m3 . 9,8 m/s2 . 0,0000057 m3/s . 1,5 m

= 0,084 watt

Daya spritus dapat dihitung dari Tabel 4.11. Tabel 4.11 diperoleh dengan

memanaskan 1 kg air dengan menggunakan spirtus. Air yang dipanaskan tidak boleh

sampai mendidih dan diukur suhunya setiap satu menit. Daya spritus yang dihasilkan

36

dapat dihitung setelah diketahui mair 1 kg dan ∆T 51,3 ºC dengan Cp sebesar 4192,47

J/kg ºC melalui persamaan seperti berikut :

W spirtus ik

CkgJkg

det600

C3,51./47,4192.1 00

=

= 358,44 watt

Hasil dari perhitungan daya spirtus tiap menit terdapat dalam Tabel 4.12.

Efisiensi pompa dapat dihitung dengan persamaan :

η pompa = Watt358,44

0,084 x 100 %

= 0,023 %

Hasil perhitungan dari data-data Tabel 4.1 sampai 4.10 dapat dilihat dalam

Tabel 4.13.

Tabel 4.12. Perhitungan Daya Spirtus

T (⁰C) ∆T (⁰C) waktu (detik) W spirtus 27,1 0 0 30,2 3,1 60 216,600 39,1 8,9 120 621,850 44,7 5,6 180 391,277 49,2 4,5 240 314,419 52,5 3,3 300 230,574 59,1 6,6 360 461,148 66,8 7,7 420 538,005 67,4 0,6 480 41,923 72 4,6 540 321,406

78,4 6,4 600 447,173

W spirtus total 3584,370

W spirtus rata-rata

358,440

37

Setelah melakukan perhitungan terhadap data-data yang terdapat dalam Tabel

4.1 sampai Tabel 4.10 maka diperoleh hasil perhitungan yang meliputi debit, daya,

dan efisiensi pompa yang terdapat dalam Tabel 4.13.

Tabel 4.13. Perhitungan Pompa Menggunakan Pipa Osilasi 3/8 inci dan 1/2 inci pada Evaporator berpenampang 8 x 8 cm2 dengan Volume Evaporator 20 cc dan 100 cc ( setelah menggelembung )

Percobaan Ke-

Head (m)

Pipa osilasi (inci)

Volume Evaporator

(cc)

Debit Q

(liter/menit)

Daya pompa

Wp(watt)

η Pompa

(%) 1 1,5 3/8 70 0,342 0,084 0,023 2 1.5 3/8 70 0,299 0,073 0,020 3 1,8 3/8 70 0,322 0,095 0,026 4 1,8 3/8 70 0,347 0,102 0,028 5 2,5 3/8 70 0,237 0,097 0,027 6 2,5 3/8 70 0,205 0,084 0,023 7 1,8 3/8 100 0,269 0,079 0,022 8 1,8 3/8 100 0,228 0,067 0,019 9 1,8 1/2 100 0,152 0,045 0,0124 10 1,8 1/2 100 0,181 0,053 0,0149

Selain melakukan perhitungan pada data untuk pompa menggunakan

evaporator pelat berpenampang 8 x 8 cm2 dengan volume 20 cc, juga dilakukan

perhitungan pada data pompa menggunakan evaporator pelat berpenampang 10 x 10

cm2 dengan volume 60 cc dan pompa menggunakan evaporator pelat berpenampang

10 x 10 cm2 dengan volume 70 cc. Hasil dari perhitungan pompa menggunakan

evaporator pelat berpenampang 10 x 10 cm2 dengan volume 60 cc terdapat dalam

Tabel 4.14 dan hasil dari perhitungan pompa menggunakan evaporator pelat

berpenampang 10 x 10 cm2 dengan volume 60 cc terdapat dalam Tabel 4.15.

38

Gambar 4.1. Evaporator pelat berpenampang 10 x 10 cm2 dengan volume 60 cc

Gambar 4.2. Evaporator pelat berpenampang 10 x 10 cm2 dengan volume 70 cc

39


Head (m)

Pipa Osilasi (m)

Volume Evaporator

(cc)

Debit Q

(liter/menit)

Daya pompa

Wp(watt)

η Pompa(%)

1,8 1/2 60 0,190 0,0559 0,0156 1,8 1/2 60 0,352 0,1035 0,0289 1,8 1/2 60 0,104 0,0305 0,0085 1,8 3/8 60 0,285 0,0837 0,0233 1,8 3/8 60 0,155 0,0454 0,0127 1,5 3/8 60 0,179 0,0439 0,0123 1.5 3/8 60 0,123 0,0302 0,0084 2,5 3/8 60 0,062 0,0255 0,0071 2,5 3/8 60 0,059 0,0243 0,0068 1,8 1/2 170 0,090 0,0265 0,0074 1,8 1/2 170 0,122 0,0360 0,0100


Head (m)

Pipa Osilasi (m)

Volume Evaporator

(cc)

Debit Q

(liter/menit)

Daya pompa

Wp(watt)

η Pompa

(%) 1,8 1/2 70 0,032 0,009 0,003 1,8 1/2 70 0,029 0,009 0,002 1,8 3/8 70 0,129 0,038 0,011 1,8 3/8 70 0,122 0,036 0,010 1,5 3/8 70 0,175 0,043 0,012 1.5 3/8 70 0,206 0,051 0,014 2,5 3/8 150 0,063 0,026 0,007 2,5 3/8 150 0,047 0,019 0,005 1,8 1/2 150 0,121 0,035 0,010 1,8 1/2 150 0,104 0,030 0,008

40

Untuk mempermudah dalam pembahasan maka perlu dibuat grafik

yang menunjukkan debit maksimum pompa, daya maksimum pompa, dan

efisiensi maksimum pompa untuk setiap variasi pengambilan data yang

diambil dari Tabel 4.13.

Gambar 4.3. Hubungan Variasi Head, Pipa Osilasi dengan Debit Pompa menggunakan Evaporator Pelat berpenampang 8 x 8 cm2

Dari Gambar 4.3 terlihat bahwa debit pompa maksimum adalah

0,347 liter/menit yang terdapat pada variasi ketinggian head 1,8 m pada

pipa osilasi 3/8 inci dengan volume evaporator 20 cc. Sedangkan untuk

variasi ketinggian head 1,8 m pada pipa osilasi 3/8 inci dengan volume

evaporator 100 cc memiliki debit pompa maksimum 0,269 watt. Ini

menunjukkan bahwa peningkatan volume evaporator berpengaruh

terhadap turunnya debit pompa. Untuk variasi head 1,5 m pada pipa

osilasi 3/8 inci dengan volume evaporator 20 cc mampu menghasilkan

0.342 0.347

0.181

0.269

0.237

0.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300

0.350

0.400

de

bit

po

mp

a (

lite

r/m

en

it)

1,5 1,8 1,8 1,8 2,5

pipa osilasi 3/8 inci volume

evaporator 20 cc


evaporator 100 cc


evaporator 100 cc

head (m)

debit maksimum sebesar 0,342

osilasi 3/8 inci

maksimum 0,237

pada head 1,8 m

yang cukup jauh antara debit yang dihasilkan oleh

1/2 inci. Pipa

1,8 m hanya mempunyai debit 0,181 lite

3/8 inci menghasilkan debit yang lebih baik bila dibandingkan dengan

osilasi 1/2 inci. Hal ini

osilasi 3/8 inci lebih cepat dan tinggi sehingga tekanan yang dihasi

lebih tinggi dan volume air yang keluar menjadi lebih banyak.

Gambar 4.4. Hubungan menggunakan Evaporator Pelat berpenampang 8 x 8 cm

0.084

0.000

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100

0.120

da

ya

po

mp

a (

wa

tt)

1,5 1,8 1,8 1,8 2,5

maksimum sebesar 0,342 liter/menit dan pada head 2,5

osilasi 3/8 inci dengan volume evaporator 20 cc hanya memiliki d

maksimum 0,237 liter/menit. Dari data yang terlihat pada

pada head 1,8 m dengan volume evaporator 100 cc terdapat perbedaan

yang cukup jauh antara debit yang dihasilkan oleh pipa osilasi 3/8 inci dan

osilasi 1/2 inci dengan volume evaporator 100 cc

1,8 m hanya mempunyai debit 0,181 liter/menit. Dalam hal ini,

3/8 inci menghasilkan debit yang lebih baik bila dibandingkan dengan

inci. Hal ini bisa terjadi karena osilasi yang terjadi pada

osilasi 3/8 inci lebih cepat dan tinggi sehingga tekanan yang dihasi


Hubungan Variasi Head, Pipa Osilasi dengan menggunakan Evaporator Pelat berpenampang 8 x 8 cm

0.084

0.102

0.053

0.079

0.097

1,5 1,8 1,8 1,8 2,5

pipa osilasi 3/8 inci

volume evaporator 20 cc





41

dan pada head 2,5 m pada pipa

nya memiliki debit

i data yang terlihat pada Gambar 4.1.

terdapat perbedaan

osilasi 3/8 inci dan

dengan volume evaporator 100 cc pada head

r/menit. Dalam hal ini, pipa osilasi

3/8 inci menghasilkan debit yang lebih baik bila dibandingkan dengan pipa

terjadi karena osilasi yang terjadi pada pipa

osilasi 3/8 inci lebih cepat dan tinggi sehingga tekanan yang dihasilkan


Daya Pompa menggunakan Evaporator Pelat berpenampang 8 x 8 cm2







42

Dari Gambar 4.4 terlihat bahwa daya pompa maksimum adalah

0,102 Watt yang terdapat pada variasi ketinggian head 1,8 m pada pipa

osilasi 3/8 inci dengan volume evaporator 20 cc. Sedangkan untuk variasi

ketinggian head 1,8 m pada pipa osilasi 3/8 inci dengan volume evaporator

100 cc memiliki daya pompa maksimum 0,079 watt. Ini menunjukkan

bahwa peningkatan volume evaporator berpengaruh terhadap turunnya

daya pompa. Untuk variasi head 1,5 m pada pipa osilasi 3/8 inci dengan

volume evaporator 20 cc mampu menghasilkan daya maksimum sebesar

0,084 Watt dan pada head 2,5 m pada pipa osilasi 3/8 inci dengan volume

evaporator 20 cc hanya memiliki daya maksimum 0,097 Watt. Sedangkan

pada ketinggian head 1,8 m pada pipa osilasi 1/2 inci dengan volume

evaporator 100 cc memiliki daya pompa yang paling kecil yaitu 0,053

watt. Daya maksimum pada pipa osilasi 3/8 inci lebih besar bila

dibandingkan dengan pipa osilasi 1/2 inci karena fluida yang berosilasi

pada pipa ukuran 3/8 inci mampu menghasilkan tekanan yang lebih cepat

dan lebih tinggi bila dibandingkan dengan pipa osilasi 1/2 inci.

43

Gambar 4.5. Hubungan Variasi Head, Pipa Osilasi dengan Efisiens Pompa menggunakan Evaporator Pelat berpenampang 8 x 8 cm2

Dari Gambar 4.5 efisiensi maksimum pompa sebesar 0,028 % yang

terdapat pada variasi head 1,8 m pada pipa osilasi 3/8 inci dengan volume

evaporator 20 cc. Sedangkan untuk variasi ketinggian head 1,8 m pada

pipa osilasi 3/8 inci dengan volume evaporator 100 cc memiliki efisiensi

0,022 %. Ini menunjukkan bahwa peningkatan volume evaporator

berpengaruh terhadap turunnya efisiensi. Untuk variasi ketinggian head 1,5

m pada pipa osilasi 3/8 inci dengan volume evaporator 20 cc memiliki

efisiensi 0,023 % dan variasi ketinggian head 2,5 m pada pipa osilasi 3/8

inci dengan volume evaporator 20 cc memiliki efisiensi 0,027 %. Dalam

grafik tersebut terlihat bahwa efisiensi pada head ketinggian 1,8 m pada

pipa osilasi 1/2 inci dengan volume evaporator 100 cc mempunyai

efisiensi lebih kecil bila dibandingkan efisiensi pada head ketinggian 1,8 m

maupun head ketinggian 1,5 m dan 2,5 m pada pipa osilasi 3/8 inci dengan

0.023

0.028

0.015

0.022

0.027

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

efi

sie

nsi

(%

)

1,5 1,8 1,8 1,8 2,5


evaporator 20 cc


evaporator 100 cc


evaporator 100 cc

head ( m )

44

volume evaporator 20 cc. Pada head 1,8 m pada pipa osilasi 1/2 inci

dengan volume evaporator 100 cc hanya mampu menghasilkan efisiensi

maksimum 0,015 %. Ini menunjukkan bahwa pipa osilasi 3/8 inci memiliki

efisiensi yng lebih baik bila dibandingkan dengan selang osilasi 1/2 inci.

Selain melakukan pembahasan terhadap hasil dari pompa air


20 cc, juga dilakukan perbandingan dengan pompa air menggunakan

evaporator pelat dengan ukuran yang berbeda dan pompa air dengan

evaporator pipa. Evaporator pelat yang digunakan sebagai pembanding

adalah evaporator pelat berpenampang 10 x 10 cm2 dengan volume 60 cc

(Gambar 4.1) dan evaporator pelat berpenampang 10 x 10 cm2 dengan

volume 70 cc (Gambar 4.2). Sedangkan evaporator pipa yang digunakan

adalah evaporator pipa tunggal dengan volume 44 cc dan evaporator

menggunakan 2 pipa pararel dengan volume 135 cc.

Gambar 4.6. Evaporator pipa tunggal dengan volume 44 cc

45

Gambar 4.7. Evaporator 2 pipa pararel dengan volume 135 cc

Pada Gambar 4.8. sampai Gambar 4.11. dapat dilihat perbandingan debit

pompa maksimum antar evaporator untuk setiap variasi yang sama, yaitu head

yang sama dan ukuran pipa osilasi yang sama. Kecuali pada evaporator pipa

tunggal dengan volume 44 cc, variasi yang sama hanya pada head 1,5 m, namun

dengan pipa osilasi yang berbeda.

Gambar 4.8. Perbandingan Debit antar Evaporator pada Head 1,5 m dengan pipa osilasi 3/8 inci

0.342

0.1790.206

0.539

0.299

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

de

bit

po

mp

a (

lite

r/m

en

it)

evaporator pelat

penampang 8 x 8 cm²

bervolume 20 cc

evaporator pelat


bervolume 60 cc

evaporator pelat


bervolume 70 cc

evaporator 2 pipa pararel

bervolume 135 cc

evaporator pipa tunggal

dengan volume 44 cc pipa

osilasi 1/2 inci

46

Dari Gambar 4.8 debit maksimum pompa yang menggunakan

evaporator pelat 8 x 8 cm2 dengan volume 20 cc sebesar 0,342 liter/menit,

masih lebih kecil bila dibandingkan dengan debit maksimum pompa yang

menggunakan evaporator 2 pipa pararel dengan volume 135 cc karena

merupakan pompa yang menghasilkan debit terbaik dibandingkan

evaporator lain pada head 1,5 m dengan pipa osilasi 3/8 inci. Debit yang

dihasilkan pompa dengan evaporator 2 pipa pararel dengan volume 135 cc

adalah 0,539 liter/menit. Dari Gambar 4.8. terlihat bahwa terdapat

perbedaan yang cukup jauh antara debit yang dihasilkan oleh pompa yang

menggunakan evaporator 2 pipa pararel dengan volume 135 cc dengan

evaporator yang lain. Hal ini kemungkinan terjadi karena osilasi yang

terjadi pada pompa yang menggunakan 2 pipa pararel dengan volume 135

cc lebih stabil sehingga volume air yang keluar lebih stabil dan lebih

banyak.

47


Dari Gambar 4.9. debit maksimum pompa yang menggunakan







adalah 0,423 liter/menit. Hal ini kemungkinan terjadi karena osilasi yang

terjadi pada pompa yang menggunakan 2 pipa pararel lebih stabil sehingga

volume air yang keluar lebih stabil dan lebih banyak. Dari Gambar 4.9.

terlihat bahwa pompa menggunakan evaporator pelat berpenampang 10 x

10 cm2 dengan volume 70 cc memiliki debit paling kecil yaitu 0,129

0.347

0.285

0.129

0.423

0.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300

0.350

0.400

0.450

de

bit

po

mp

a (

lite

r/m

en

it)

evaporator pelat


bervolume 20 cc

evaporator pelat


bervolume 60 cc

evaporator pelat


bervolume 70 cc


bervolume 135 cc

48

liter/menit. Hal ini kemungkinan terjadi karena proses penguapan yang

terjadi lebih lama sehingga berpengaruh terhadap kestabilan osilasi.









adalah 0,37 liter/menit. Dari Gambar 4.10. terlihat bahwa pompa

menggunakan evaporator pelat berpenampang 10 x 10 cm2 dengan voume

0.237

0.062 0.063

0.37

0.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300

0.350

0.400

de

bit

po

mp

a (

lite

r/m

en

it)

evaporator pelat


bervolume 20 cc

evaporator pelat


bervolume 60 cc

evaporator pelat


bervolume 70 cc


bervolume 135 cc

49

70 cc dan pompa menggunakan evaporator pelat berpenampang 10 x 10

cm2 dengan volume 60 cc memiliki debit yang hampir sama dan yang

terkecil diantara semua evaporator. Hal ini kemungkinan terjadi karena

proses penguapan yang terjadi lebih lama sehingga berpengaruh terhadap

kestabilan osilasi.








0.181

0.352

0.032

0.369

0.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300

0.350

0.400

de

bit

po

mp

a (

lite

r/m

en

it)

evaporator pelat


bervolume 20 cc

evaporator pelat


bervolume 60 cc

evaporator pelat


bervolume 70 cc


bervolume 135 cc

50


adalah 0,369 liter/menit. Selain itu, debit maksimum pompa yang

menggunakan evaporator pelat 8 x 8 cm2 dengan volume 20 cc juga lebih

kecil bila dibandingkan dengan debit pompa menggunakan evaporator

pelat berpenampang 10 x 10 cm2 dengan volume 60 cc yang hampir

menyamai debit pompa yang menggunakan evaporator 2 pipa pararel

dengan volume 135 cc yaitu 0,352 liter/menit. Namun pompa

menggunakan evaporator pelat berpenampang 10 x 10 cm2 dengan voume

70 cc memiliki debit yang paling kecil dibanding yang lain. Hal ini

kemungkinan terjadi karena penangaruh kekakuan pengelasan karena

kekakuan pengelasan berpengaruh terhadap kembang kempis pelat yang

membantu dalam pemompaan.

51

Pada Gambar 4.12. sampai Gambar 4.15. dapat dilihat perbandingan daya

pompa maksimum antar evaporator untuk setiap variasi yang sama, yaitu head

yang sama dan ukuran pipa osilasi yang sama. Kecuali pada evaporator pipa

tunggal dengan volume 44 cc, variasi yang sama hanya pada head 1,5 m, namun

dengan pipa osilasi yang berbeda.

Gambar 4.12. Perbandingan Daya antar Evaporator pada Head 1,5 m dengan pipa osilasi 3/8 inci

Dari Gambar 4.12. daya maksimum pompa yang menggunakan

evaporator pelat 8 x 8 cm2 dengan volume 20 cc sebesar 0,084 watt, masih

lebih kecil bila dibandingkan dengan daya maksimum pompa yang

menggunakan evaporator 2 pipa pararel dengan volume 135 cc namun

lebih besar bila dibandingkan dengan pompa yang menggunakan pipa

tunggal maupun evaporator pelat berpenampang 10 x 10 cm2. Pompa yang

0.084

0.0440.051

0.132

0.073

0.000

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100

0.120

0.140

da

ya

po

mp

a (

wa

tt)

evaporator pelat


bervolume 20 cc

evaporator pelat


bervolume 60 cc

evaporator pelat


bervolume 70 cc


bervolume 135 cc


bervolume 44 cc pipa

osilasi 1/2 inci

52

menggunakan evaporator 2 pipa pararel dengan volume 135 cc pada head

1,5 m dengan pipa osilasi 3/8 inci memiliki daya maksimum yang paling

baik dibandingakan dengan evaporator jenis lain. Daya yang dihasilkan

oleh pompa yang menggunakan evaporator 2 pipa pararel dengan volume

135 cc adalah 0,132 watt. Hal ini dipengaruhi oleh debit pompa yang

menggunakan evaporator 2 pipa pararel dengan volume 135 cc merupakan

debit yang terbaik. Perbedaan daya yang dihasilkan oleh pompa yang


evaporator yang lain cukup besar.




0.102

0.084

0.038

0.124

0.000

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100

0.120

0.140

da

ya

po

mp

a (

wa

tt)

evaporator pelat


bervolume 20 cc

evaporator pelat


bervolume 60 cc

evaporator pelat


bervolume 70 cc


bervolume 135 cc

53


menggunakan evaporator 2 pipa pararel dengan volume 135 cc namun

lebih besar bila dibandingkan dengan pompa yang menggunakan

evaporator pelat berpenampang 10 x 10 cm2. Pompa yang menggunakan

evaporator 2 pipa pararel dengan volume 135 cc pada head 1,8 m dengan

pipa osilasi 3/8 inci memiliki daya maksimum yang paling baik

dibandingakan dengan evaporator jenis lain. Daya yang dihasilkan oleh

pompa yang menggunakan evaporator 2 pipa pararel dengan volume 135

cc adalah 0,124 watt. Pompa yang menggunakan evaporator pelat

berpenampang 8 x 8 cm2 dengan volume 20 cc menghsilkan daya 0,102

watt, memiliki perbedaan yang tidak terlalu besar, namun perbedaan

dengan evaporator pelat berpenampang 10 x 10 cm2 dengan volume 60 cc

maupun 70 cc cukup besar.

54





menggunakan evaporator 2 pipa pararel dengan volume 135 cc. Pompa

menggunakan evaporator 2 pipa pararel dengan volume 135 cc pada head

2,5 m dengan pipa osilasi 3/8 inci memiliki daya maksimum yang paling

baik dibandingakan dengan evaporator jenis lain. Daya yang dihasilkan

pompa yang menggunakan evaporator 2 pipa pararel dengan volume 135

cc adalah 0,151 watt. Hal ini dipengaruhi oleh debit pompa yang

menggunakan evaporator 2 pipa pararel dengan volume 135 cc merupakan

debit yang terbaik. Perbedaan daya yang dihasilkan oleh pompa yang


0.097

0.026 0.026

0.151

0.000

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100

0.120

0.140

0.160

da

ya

po

mp

a (

wa

tt)

evaporator pelat


bervolume 20 cc

evaporator pelat


bervolume 60 cc

evaporator pelat


bervolume 70 cc


bervolume 135 cc

55

pompa yang menggunakan evaporator lain cukup besar, apalagi dengan

evaporator pelat berpenampang 10 x 10 cm2 yang hanya menghasilkan

daya 0,026 watt, jadi perbedaannya sangat besar.


Dari Gambar 4.15. pompa menggunakan evaporator 2 pipa pararel

dengan volume 135 cc pada head 2,5 m dengan pipa osilasi 3/8 inci

memiliki daya maksimum yang paling baik dibandingakan dengan

evaporator jenis lain. Daya yang dihasilkan pompa yang menggunakan

evaporator 2 pipa pararel dengan volume 135 cc adalah 0,104 watt. Hal ini

dipengaruhi oleh debit pompa yang menggunakan evaporator 2 pipa

pararel dengan volume 135 cc merupakan debit yang terbaik. Namun daya

tersebut hampir sama dengan daya yang dihasilkan oleh pompa yang

0.053

0.104

0.009

0.109

0.000

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100

0.120

da

ya

po

mp

a (

wa

tt)

evaporator pelat


bervolume 20 cc

evaporator pelat


bervolume 60 cc

evaporator pelat


bervolume 70 cc


bervolume 135 cc

56


60 cc yaitu sebesar 0,104 watt dan memiliki daya pompa yang lebih besar

bila dibandingkan dengan evaporator pelat berpenampang 8 x 8 cm2

dengan volume 20 cc dan evaporator pelat berpenampang 10 x 10 cm2

dengan volume 70 cc.

Pada Gambar 4.16. sampai Gambar 4.19. dapat dilihat perbandingan

efisiensi pompa maksimum antar evaporator untuk setiap variasi yang

sama, yaitu head yang sama dan ukuran pipa osilasi yang sama. Kecuali

pada evaporator pipa tunggal dengan volume 44 cc, variasi yang sama

hanya pada head 1,5 m, namun dengan pipa osilasi yang berbeda.

Gambar 4.16. Perbandingan Efisiensi antar Evaporator pada Head 1,5 m dengan pipa osilasi 3/8 inci

0.023

0.012 0.014

0.027

0.094

0.000

0.010

0.020

0.030

0.040

0.050

0.060

0.070

0.080

0.090

0.100

efi

sie

nsi

(%

)

evaporator pelat


bervolume 20 cc

evaporator pelat


bervolume 60 cc

evaporator pelat


bervolume 70 cc


bervolume 135 cc


dengan volume 44 cc pipa

osilasi 1/2 inci

57

Dari Gambar 4.16. efisiensi pada pompa yang menggunakan

evaporator pipa tunggal dengan volume 44 cc merupakan efisiensi terbaik

dibandingakan pompa yang menggunakan evaporator lain pada head 1,5

namun pipa osilasi 1/2 inci, sedangkan evaporator lain menggunakan pipa

osilasi 3/8 inci. Pompa yang menggunakan evaporator pipa tunggal

memiliki efisiensi 0,094 %. Terdapat perbedaan yang sangat jauh antara

efisiensi evaporator pipa tunggal dengan evaporator lain. Hal ini terjadi

karena daya pemanas yang digunakan pada pompa dengan evaporator pipa

tunggal lebih kecil dibandingkan dengan yang lain.



evaporator pelat berpenampang 8 x 8 cm2 dengan volume 20 cc

0.028

0.023

0.011

0.025

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

efi

sie

nsi

(%

)

evaporator pelat


bervolume 20 cc

evaporator pelat


bervolume 60 cc

evaporator pelat


bervolume 70 cc


bervolume 135 cc

58

merupakan efisiensi terbaik dibandingakan pompa yang menggunakan

evaporator lain pada head 1,8 dengan pipa osilasi 3/8 inci. Pompa yang


20 cc memiliki efisiensi 0,028 %. Perbedaan efisiensi yang terjadi antara

evaporator pelat berpenampang 8 x 8 cm2 dengan volume 20 cc,

evaporator pelat berpenampang 10 x 10 cm2 dengan volume 60 cc, dan

evaporator 2 pipa pararel dengan volume 135 cc tidak terlalu besar.

Namun dengan evaporator pelat berpenampang 10 x 10 cm2 dengan

volume 70 cc sangat besar. Hal ini terjadi karena debit dan daya yang

dihasilkan pelat berpenampang 10 x 10 cm2 dengan volume 70 cc juga

yang paling kecil diantara yang lain.


0.027

0.007 0.007

0.031

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0.035

efi

sie

nsi

(%

)

evaporator pelat


bervolume 20 cc

evaporator pelat


bervolume 60 cc

evaporator pelat


bervolume 70 cc


bervolume 135 cc

59


evaporator 2 pipa pararel dengan volume 135 cc merupakan efisiensi

terbaik dibandingakan pompa yang menggunakan evaporator lain pada

head 2,5 dengan pipa osilasi 3/8 inci. Pompa yang menggunakan

evaporator 2 pipa pararel dengan volume 135 cc memiliki efisiensi 0,031

%. Perbedaan efisiensi yang terjadi antara evaporator 2 pipa pararel

dengan volume 135 cc dengan evaporator pelat berpenampang 8 x 8 cm2

dengan volume 20 cc tidak terlalu besar karena evaporator pelat

berpenampang 8 x 8 cm2 dengan volume 20 cc memiliki efisiensi 0,027 %.

Sedangkan evaporator pelat berpenampang 10 x 10 cm2 dengan volume 60

cc dan evaporator pelat berpenampang 10 x 10 cm2 dengan volume 70 cc

memiliki perbedaan yang sangat besar dengan evaporator yang lain. Hal

ini terjadi karena debit dan daya yang dihasilkan pelat berpenampang 10 x

10 cm2 dengan volume 60 cc maupun 70 cc juga yang paling kecil diantara

yang lain.

60


Dari Gambar 4.19. evaporator pelat berpenampang 10 x 10 cm2

dengan volume 60 cc memiliki efisiensi terbaik dengan 0,029 %.

Evaporator menggunakan 2 pipa pararel dengan volume 135 cc memiliki

efisiensi 0,022 % merupakan evaporator terbaik kedua. Selanjutnya

evaporator pelat berpenampang 8 x 8 cm2 dengan volume 20 cc dengan

efisiensi 0,015 % dan evaporator pelat berpenampang 10 x 10 cm2 dengan

volume 70 cc memiliki efisiensi terkecil dengan 0,03 %. Hal ini terjadi

karena debit dan daya yang dihasilkan pelat berpenampang 10 x 10 cm2

dengan volume 70 cc juga yang paling kecil diantara yang lain.

0.015

0.029

0.003

0.022

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0.035

efi

sie

nsi

(%

)

evaporator pelat


bervolume 20 cc

evaporator pelat


bervolume 60 cc

evaporator pelat


bervolume 70 cc


bervolume 135 cc

61

Penelitian pompa air energi termal menggunakan evaporator pelat

berpenampang 8 x 8 cm2 dengan volume 20 cc pada awalnya berlangsung baik

karena osilasi berlangsung stabil sehingga volume air keluaran stabil dan banyak.

Namun setelah mangalami pemanasan beberapa kali, pelat mengalami

penggelembungan dan volume air dalam evaporator meningkat. Dengan

peningkatan volume evaporator menyebabkan volume air dalam evaporator juga

meningkat sehingga penguapan yang terjadi dalam evaporator berlangsung lebih

lama dari semula. Hal ini mengakibatkan osilasi tidak stabil dan volume air yang

keluar juga tidak stabil dan volume air yang keluar juga mengalami pengurangan.

Sebelum melakukan percobaan menggunakan evaporator pelat

berpenampang 8 x 8 cm2 ,percobaan dilakukan dengan berbagai jenis evaporator.

Percobaan yang pernah dilakukan adalah menggunakan evaporator berbentuk

spiral dengan bahan pipa stainless steel, namun gagal. Kegagalan ini disebabkan

oleh pemanasan yang kurang sempurna karena tidak semua permukaan spiral

yang terbakar sehingga penguapan hanya terjadi pada titik-titik tertentu yang

terkena api. Setelah itu dicoba pula menggunakan evaporator pelat tembaga

dengan penampang 5 x 5 cm 2 dan 6 x 6 cm2. Tidak terjadi osilasi selama

percobaan karena luasan penampang yang terlalu kecil sehingga penguapan yang

dibutuhkan untuk osilasi tidak cukup untuk menaikkan tekanan yang digunakan

untuk menyedot air.

Selain karena penguapan yang terjadi di evaporator yang dapat menaikkan

tekanan di evaporator, proses osilasi juga dibantu oleh kembang kempisnya pelat.

Pelat mengalami kembang kempis seperti bernapas yang dapat membantu proses

62

penyedotan dan pendorongan air. Proses seperti ini terlihat saat kondisi pelat

masih dalam keadaan baik dan belum mengalami penggelembungan terlalu besar.

Namun proses kembang kempis ini juga merupakan salah satu penyebab

penggelembungan yang terjadi pada evaporator. Dilakukan pula pengepresan

terhadap evaporator agar evaporator tidak mengelembung. Namun pengepresan

menyebabkan proses osilasi tidak berlangsung karena tidak terjadi kembang

kempis pada evaporator yang membantu terjadinya osilasi.

63

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Telah berhasil dibuat pompa air energi termal menggunakan evaporator

jenis pulse jet pump dengan evaporator pelat berpenampang 8 x 8 cm2


2. Debit (Q) maksimum 0.347 liter/menit, daya pompa (Wp) maksimum

adalah 0,102 watt, efisiensi pompa (ηpompa) maksimum 0,028 % pada

variasi ketinggian head 1,8 m, diameter selang osilasi 3/8 inci.

3. Pompa dengan evaporator pelat berpenampang 8 x 8 cm2 dengan volume

20 cc memiliki debit, daya, dan efisiensi yang lebih baik bila dibandingkan

dengan pompa menggunakan evaporator pipa tungal dengan volume 44 cc

dan pompa menggunakan evaporator pelat berpenampang 10 x 10 cm2

dengan volume 60 cc maupun 70 cc.

4. Pompa dengan dengan evaporator dua pipa pararel dengan volume 135 cc

memiliki debit, daya, dan efisiensi yang lebih baik bila dibandingkan

dengan pompa menggunakan evaporator pelat berpenampang 8 x 8 cm2


64

5.2 Saran

1. Evaporator sebaiknya dibuat dengan pelat yang lebih tebal dari pelat 0,5

mm agar pelat tidak mudah menggelembung karena akan mengganggu

kestabilan volume air yang keluar.

2. Ukur volume awal dan volume akhir evaporator untuk mengetahui

pangaruh perubahan volume evaporator terhadap kestabilan volme air

yang keluar.

65

DAFTAR PUSTAKA Mahkamov, K.; Djumanov, D., Thermal Water Pumps On The Basis Of Fluid

Piston Solar Stirling Engine. 1st International Energy Conversion

Engineering Conference, 17-21 August 2003, Portsmouth, Virginia

Putra, Sukmarta. 2010. Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator 2 Pipa

Pararel, Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma.

Setiyo Nugroho,, Triyono. 2009. Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator

44 CC dan Pemanas 78 Watt, Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma.

Smith, Thomas. C. B, (2005), Asymmetric Heat Transfer In Vapour Cycle

Liquid-Piston Engines . Pages 1-3

Suhanto, Mohammad. 2009. Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator 39 CC

dan Pemanas 266 Watt, Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma.

Sukoto, Leo. 2010. Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator 4 Pipa Pararel,

Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma.

Sumathy, K.; Venkatesh, A.; Sriramulu, V., (1995). The importance of the

condenser in a solar water pump, Energy Conversion and Management,

Volume 36, Issue 12, December 1995, Pages 1167-1173

66

Wong, Y.W.; Sumathy, K., (2000). Performance of a solar water pump with n-

pentane and ethyl ether as working fluids, Energy Conversion and

Management, Volume 41, Issue 9, 1 June 2000, Pages 915-927.

Wong, Y.W.; Sumathy, K., (2001). Thermodynamic analysis and optimization of

a solar thermal water pump, Applied Thermal Engineering, Volume 21,

Issue 5, April 2001, Pages 613-627.

V. Giles, Ranald. 1986. Mekanika Fluida dan Hidraulika, Jakarta: Erlangga.

Venti Yoanita, Yulia. 2009. Karakteristik Kolektor Surya CPC Untuk Pompa Air

Energi Termal Menggunakan Pompa Rendam, Yogyakarta: Universitas

Sanata Dharma.

67

LAMPIRAN

Sistem Pompa Air Energi Termal

Evaporator sebelum pemanasan

Evaporator sesudah pemanasan

68

Spirtus

Kompor

Tangki Penampung Air

69

Gelas ukur dan corong

Termokopel

Evaporator bentuk spiral dengan bahan pipa stainless steel 3/8 inci

pompa air energi termal menggunakan evaporator...

Documents