karakteristik perpindahan kalor pada material berubah fasa …digilib.unila.ac.id/58069/20/skripsi...

i

KARAKTERISTIK PERPINDAHAN KALOR PADA MATERIAL

BERUBAH FASA BERUPA PARAFIN DI DALAM ALAT PENUKAR

KALOR SEBAGAI PENDINGINAN UDARA

(Skripsi)

Oleh

MARDLO AKMAL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2019

ii

ABSTRAK




Oleh

MARDLO AKMAL

Konsumsi energi pada sebuah bangunan sebagian besar digunakan untuk sistem

pengkondisian udara (air conditioning disingkat AC). Solusi alternatif untuk

mengurangi besarnya konsumsi energi AC yaitu dengan meningkatkan efisiensi

sistem dan mengurangi besarnya beban pendinginan. Di Indonesia temperatur udara

dingin pada malam hari dinilai memiliki potensi untuk membantu mendinginkan

ruangan. Salah satunya yaitu menggunakan material berubah fasa (phase change

material disingkat PCM). PCM digunakan untuk menyimpan energi panas dalam

jumlah yang besar dengan memanfaatkan panas laten yang terjadi pada saat

material berubah fasa. Udara dingin pada malam hari dimanfaatkan untuk proses

pembekuan PCM kemudian pada siang hari PCM dapat dimanfaatkan untuk

menyerap energi termal pada ruangan. Untuk mengetahui pengaruh temperatur

udara dingin terhadap karakteristik perpindahan kalor PCM pada proses pembekuan

dilakukan pengujian. Pengujian ini dilakukan menggunakan 2 alat penukar kalor

yang berbeda yaitu alat penukar kalor tipe double helical coil dan alat penukar kalor

iii

tipe staggered fin.Variable yang digunakan adalah kecepatan udara dan temperatur

udara dingin masuk alat penukar kalor. Pengujian ini tidak membandingkan

karakteristik perpindahan kalor PCM pada kedua alat penukar kalor, tetapi

ditujukan untuk mengetahui karakteristik perpindahan kalor PCM pada masing-

masing alat penukar kalor. Hasil dari uji pembekuan PCM menunjukkan bahwa

peningkatan kecepatan udara dan penurunan temperatur udara dingin masuk

meningkatkan laju pendinginan PCM pada alat penukar kalor dan memperbesar

persentase padatan yang terbentuk. Aliran udara yang melewati alat penukar kalor

mengalami rugi-rugi aliran yang berdampak pada kebutuhan fannya. Hasil-hasil

penelitian secara rinci dalam pembahasan skripsi ini.

Kata kunci: AC, PCM, kalor laten, double helical coil, staggered fin

iv

ABSTRACT




Oleh

MARDLO AKMAL

Energy consumption in a building is mostly used for air conditioning systems (air

conditioning abbreviated as AC). An alternative solution to reduce the amount of

AC energy consumption is by increasing system efficiency and reducing the amount

of cooling load. In Indonesia the temperature of cold air at night is considered to

have the potential to help cool the room. One of them is using phase change material

phase change material (PCM). PCM is used to store large amounts of heat energy

by utilizing latent heat that occurs when the material changes phase. Cold air at

night is used for the freezing process of PCM then during the day PCM can be used

to absorb thermal energy in the room. To determine the effect of cold air

temperature on the characteristics of PCM heat transfer in the freezing process was

tested. This test is carried out using 2 different heat exchanger, namely double

helical coil heat exchanger and staggered fin heat exchanger. variable used is air

velocity and cold air temperature in a heat exchanger. This test does not compare

the characteristics of PCM heat transfer in both heat exchangers, but is intended to

v

determine the characteristics of PCM heat transfer in each heat exchanger. The

results of the PCM freezing test indicate that an increase in air velocity and a

decrease in cold air temperature increase the PCM cooling rate in the heat

exchanger and increase the percentage of solids formed. The air flow through the

heat exchanger experiences flow losses which have an impact on the fan's needs.

The results of the study in detail in the discussion of this thesis.

Keywords: AC, PCM, latent heat, double helical coil, staggered fin

vi




Oleh

MARDLO AKMAL

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar

SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2019

i

SANWACANA

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Puji syukur penulis haturkan kepada Allah SWT, karena berkat karunia, rahmat dan

hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir serta menyelesaikan

Skripsi ini dengan baik. Shalawat serta salam tidak lupa penulis panjatkan kepada

Nabi Muhammad SAW yang telah menghantarkan kita menuju zaman yang lebih

baik seperti sekarang ini. Skripsi ini merupakan syarat untuk mencapai gelar

Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung.

Skripsi ini disusun berdasarkan studi pustaka, berdiskusi bersama dosen

pembimbing, dan eksperimental yang dilakukan di Laboratorium Termodinamika

dalam mengkaji Karakteristik Perpindahan Kalor Pada Material Berubah

Fasa Berupa Parafin di Dalam Alat Penukar Kalor Sebagai Pendinginan

Udara. Semua sumber yang dirangkum dan dijadikan acuan berasal dari jurnal

nasional maupun internasional, dan juga berdasarkan literatur untuk menunjang

dalam proses analisis. Hasil yang diperoleh dari penelitian ini berupa penurunan

temperatur material berubah fasa pada proses pendinginan menggunakan fluida

udara dengan variasi kecepatan dan temperatur udara yang telah dirangkap di

lampiran.

ii

Pada kesempatan ini, penulis ingin sampaikan rasa terima kasih kepada :

1. Orang Tua Ibu Nur Rohmah yang selalu memberikan kasih sayang,

semangat motivasi, dan mendo’akan atas harapan serta kesuksesan penulis.

2. kedua kakak saya Muhammad Nasihudin dan Syarif Hidayat serta adik saya

Lulu Munawaroh atas dukungan, motivasi, dan do’a sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi ini dengan baik.

3. Bapak Ahmad Su’udi, S.T.,M.T. selaku ketua jurusan Teknik Mesin

Universitas Lampung.

4. Dr. Muhammad Irsyad, S.T, M.T. selaku pembimbing utama tugas akhir,

yang telah banyak meluangkan waktu, ide, perhatian dan sabar untuk

membimbing penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5. Bapak M. Dyan Susila ES, S.T., M.Eng selaku pembimbing kedua tugas

akhir ini, yang telah banyak mencurahkan waktu dan fikirannya bagi penulis

serta motivasi yang diberikan.

6. Dr. Amrizal, S.T., M.T., selaku pembahas tugas akhir ini, yang telah

banyak meberikan kritik dan saran yang sangat bermanfaat bagi penulis.

7. Seluruh Dosen pengajar Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung.

8. Mas marta selaku admin yang telah banyak membantu penulis dalam

mengurus adminitrasi di jurusan.

9. Mas Dadang, mas Nanang yang telah banyak membantu penulis dalam

menyiapkan ruang untuk seminar.

10. Sahabat-sahabat seperjuangan Teknik Mesin 2014 yang telah menemani

penulis dari awal perkuliahan dan selalu ada baik susah maupun senang.

iii

11. Tim tugas akhir Aji Muhamad Yulian dan Tri May Fransisko yang telah

bersusah payah menyelesaikan proyek akhir ini.

12. Keluarga besar Teknik Mesin atas kerjasamanya.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, namun

Penulis memiliki harapan agar skripsi yang sederhana ini dapat memberi

inspirasi dan berguna bagi semua kalangan civitas akademik.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Bandar Lampung, 08 Juli 2019

Penulis

Mardlo Akmal

iv

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL ................................................................................................ vi

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... vii

DAFTAR SIMBOL ............................................................................................... x

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

A. Latar Belakang .......................................................................................... 1

B. Tujuan ....................................................................................................... 4

C. Batasan Masalah ....................................................................................... 4

D. Sistematika Penulisan ............................................................................... 5

II. TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................. 7

A. Penyimpanan Energi Termal..................................................................... 7

B. Material Berubah Fasa .............................................................................. 8

C. Klasifikasi PCM ........................................................................................ 9

1. Parafin ................................................................................................ 10

2. PCM Non-parafin ............................................................................... 12

3. Garam Hidrat ...................................................................................... 13

4. Eutectic ............................................................................................... 15

D. Sifat-sifat Parafin .................................................................................... 16

1. Masa Jenis .......................................................................................... 16

2. Panas Spesifik .................................................................................... 17

3. Konduktifitas Termal ......................................................................... 17

4. Panas Laten ........................................................................................ 18

5. Temperatur Leleh ............................................................................... 18

E. Metode Penggunaan PCM Sebagai Penyimpan Energi Termal ............. 19

1. Metode Penggabungan Langsung (Direct Incorporation) ................. 20

2. Metode Pencelupan (Immertion) ........................................................ 20

3. Metode Enkapsulasi (Encapsolation)................................................. 21

F. Metode Peningkatan Laju Perpindahan Kalor PCM ............................... 22

G. Alat Penukar Kalor Helical Coil ............................................................. 24

1. Perhitungan Laju Perpindahan kalor Pada Alat Penukar Kalor Helical

Coil .......................................................................................................... 25

2. Koefisien Perpindahan Kalor Konveksi ............................................. 26

v

III. METODOLOGI PENELITIAN ................................................................. 29

A. Tempat dan Waktu Pelaksanaan ............................................................. 29

B. Tahapan Penelitian .................................................................................. 30

1. Studi Literatur .................................................................................... 30

2. Persiapan ............................................................................................ 30

3. Pengujian ............................................................................................ 31

4. Penulisan Laporan .............................................................................. 31

C. Alat dan Bahan ........................................................................................ 31

1. Alat ..................................................................................................... 31

2. Bahan .................................................................................................. 36

D. Skema Pengujian ..................................................................................... 37

E. Metode Pengambilan Data ...................................................................... 38

F. Alur Pengambilan Data ........................................................................... 39

G. Variabel Pengujian .................................................................................. 40

1. Pengujian PCM pada Alat Penukar Kalor Tipe Double Helical Coil 41

2. Pengujian Alat Penukar Kalor Tipe Staggered Fin ............................ 42

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................... 43

A. Alat Penukar Kalor Double helical coil .................................................. 43

1. Laju Pendinginan................................................................................ 43

2. Kesetimbangan Energi ....................................................................... 49

B. Alat Penukar Kalor Tipe staggered fin ................................................... 52

1. Laju Pendinginan................................................................................ 52

2. Kesetimbangan Energi ....................................................................... 56

V. SIMPULAN DAN SARAN .......................................................................... 59

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 61

LAMPIRAN …………………………………………………………………… 64

vi

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

Tabel 1. Karakteristik PCM .............................................................................................. 10

Tabel 2. Jenis-jenis material PCM garam hidrat ............................................................... 15

Tabel 3. Jenis-jenis material PCM eutectic ....................................................................... 16

Tabel 4. Temperatur leleh dan panas laten pada beberapa jenis parafin ........................... 19

Tabel 5. Jadwal kegiatan penelitian .................................................................................. 30

Tabel 6. Variasi pengujian ................................................................................................ 41

Tabel 7. Data hasil pengujian PCM pada alat penukar kalor tipe double helical coil ...... 41

Tabel 8. Temperatur akhir PCM pada alat penukar tipe double helical coil .................... 41

Tabel 9. Data hasil pengujian pada alat penukar kalor tipe staggered fin ........................ 42

Tabel 10. Temperatur akhir PCM pada alat penukar kalor tipe staggered fin .................. 42

Tabel 11. Temperatur akhir PCM pada alat penukar kalor double helical coil untuk waktu

pendinginan 360 menit .................................................................................................. 48

Tabel 12. Laju pendinginan PCM pada alat penukar kalor tipe double helical coil ......... 49

Tabel 13. Temperatur akhir PCM pada alat penukar kalor tipe staggered fin untuk waktu

pendinginan 60 menit..................................................................................................... 55

Tabel 14. Laju pendinginan PCM pada alat penukar kalor tipe staggered fin .................. 55

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

Gambar 1. Klasifikasi PCM. ................................................................................... 9

Gambar 2. Parafin (a) Parafin padat (b) Parafin cair. ........................................... 11

Gambar 3. Asam lemak. ........................................................................................ 13

Gambar 4. PCM garam hidrat (Tisa, 2016)........................................................... 14

Gambar 5. Penggunaan PCM dengan metode direct incorporation ..................... 20

Gambar 6. Penggunaan PCM dengan metode enkapsulasi. .................................. 21

Gambar 7. Pengukuran temperatur PCM selama proses pemadatan berlangsung

dengan debit udara 300 m3/h (kiri) dan 900 m3/h (kanan) .................................... 22

Gambar 8. Alat penukar kalor helical coil. ........................................................... 25

Gambar 9. Geometri helical coil. .......................................................................... 28

Gambar 10. Sistem pendingin. .............................................................................. 32

Gambar 11. Wadah PCM pada alat penukar kalor (a) Tipe double helical coil (b)

Tipe staggered fin. ................................................................................................ 33

Gambar 12. Pipa coil (a) Tampak samping (b) Tampak atas. .............................. 34

Gambar 13. Saluran pengarah udara. .................................................................... 34

Gambar 14. Blower. .............................................................................................. 35

Gambar 15. Anemometer dan humidity meter Extech 45170. .............................. 35

Gambar 16. Termometer (a) Temperature Recorder Lutron BTM-4208SD (b)

Termokopel jenis K. .............................................................................................. 36

viii

Gambar 17. Skema pengujian. .............................................................................. 37

Gambar 18. Penempatan termometer pada alat penukar kalor (a) Tipe staggered fin.

(b) Tipe double helical coil. .................................................................................. 38

Gambar 19. Alur pengambilan data. ..................................................................... 40

Gambar 20. Profil penurunan temperatur PCM dengan variasi temperatur udara 16 oC kecepatan udara 5,6 mps: (a) Distribusi temperatur PCM secara vertical, (b)

Distribusi temperatur PCM secara horizontal. ...................................................... 44

Gambar 21. Pengaruh kecepatan udara terhadap penurunan temperatur PCM untuk

masing-masing temperatur udara masuk: (a) 16 oC, (b) 18 oC dan (c) 20 oC. ...... 46

Gambar 22. Pengaruh temperatur udara masuk pada penurunan temperatur PCM

untuk masing-masing kecepatan udara: (a) 2,1 mps, (b) 3,8 mps dan (c) 5,6 mps.

............................................................................................................................... 47

Gambar 23. Grafik kesetimbangan energi pada uji penurunan temperatur PCM

kondisi cair jenuh dengan variasi temperatur udara 16 oC dan kecepatan udara 5,6

mps. ....................................................................................................................... 50

Gambar 24. Grafik persentase padatan yang tebentuk pada uji penurunan

temperatur PCM pada alat penukar kalor double helical coil. .............................. 51

Gambar 25. Profil distribusi penurunan temperatur PCM pada kecepatan udara 3

mps. ....................................................................................................................... 53

Gambar 26. Pengaruh kecepatan udara terhadap penurunan temperatur PCM. ... 54

Gambar 27. Grafik kesetimbangan energi pada uji penurunan temperatur PCM

kondisi cair jenuh kecepatan udara 3 mps............................................................. 56

Gambar 28. Grafik persentase padatan yang tebentuk pada uji penurunan

temperatur PCM dalam alat penukar kalor tipe staggered fin. ............................. 57

Gambar 29. Grafik hasil pengujian PCM pada alat penukar kalor tipe double helical

coil dengan variasi kecepatan udara 2,1 mps dan temperatur udara masuk 16 oC.64




coil dengan variasi kecepatan udara 5,6 mps dan temperatur udara masuk 16 oC.

............................................................................................................................... 65

ix













Gambar 38. Data hasil pengujian PCM pada alat penukar kalor tipe staggered fin

dengan variasi kecepatan udara 1 mps dan temperatur udara masuk 20 oC.......... 68





Gambar 41. Alat uji eksperimen pada alat penukar kalor tipe double helical coil. (a)

Double helical coil. (b) Tabung penyimpanan PCM. ........................................... 70

Gambar 42. Pengujian PCM pada alat penukar kalor tipe double helical coil. .... 70

Gambar 43. Perbedaan PCM antara sebelum dan sesudah pengujian. (a) PCM

sebelum diuji. (b) PCM sesudah diuji. .................................................................. 71

Gambar 44. Alat uji eksperimen pada alat penukar kalor tipe staggered fin. ....... 71

Gambar 45. Pengujian PCM pada alat penukar kalor tipe staggered fin. ............. 72

x

DAFTAR SIMBOL

Simbol Keterangan Satuan Unit

A Luas permukaan m2

a Thermal diffusivity m2/s

β Koefisien ekspansi termal 1/K

Cp Panas spesifik J/kg.K

Dp Diameter luar pipa tube m

𝑑𝑇 Perubahan temperatur K

𝑔 Percepatan grafitasi m2/s

𝐻 Tinggi helical coil m

h Koefisien perpindahan kalor konveksi W/m2.K

h𝑜 Koefisien perpindahan kalor konveksi luar pipa W/m2.K

h𝑖 Koefisien perpindahan kalor konveksi didalam pipa W/m2.K

k Konduktifitas termal bahan W/m.K

L Kalor laten J/kg

𝐿𝑐 Characteristic length m

𝑚 Masa kg

m Laju aliran masa kg/s

𝑁𝑢 Bilangan Nusselt

xi

𝑃𝑟 Bilangan Prandtl

𝑄 Jumlah kalor J

Q Laju perpindahan kalor W

𝑅𝑒 Bilangan Reynold

𝑅𝑎 Bilangan Rayleigh

𝑇 Temperatur K

U Koefisien perpindahan kalor menyeluruh W/m2.K

V kecepatan fluida m/s

V Debit fluida m3/s

ρ Masa jenis fluida kg/m3

𝑣 viskositas kinematic m2/s

𝛽 Koefisien ekspansi termal K-1

𝜇 viskositas dinamik kg/m.s

𝜌 masa jenis fluida kg/m3

lmtd Log mean temperature different K

∆𝑥 persentase %

xii

Subscribe

𝑓 Final

𝑓𝑡 Fluid tank

𝑖 Initial

𝑖𝑛 Masuk

𝑙 Liquid

𝑜𝑢𝑡 Keluar

𝑜𝑤 Outer wall

𝑠 solid

𝑠𝑙 Solid liquid

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Konsumsi energi listrik di Indonesia terus meningkat seiring dengan

pertumbuhan ekonomi dan penduduk. Pada tahun 2010 penjualan tenaga

listrik Indonesia yaitu 147 TWh dan terus mengalami pertumbuhan sebesar

6,4% pertahun. Pangsa konsumsi tenaga listrik terbesar yaitu dari sektor

rumah tangga (40%) diikuti oleh industri (35%), komersil (18%), penerangan

(2%), sosial (3%), dan pemerintah (2%) (Sugiono, 2012). Hal ini menunjukan

bahwa sektor bangunan di Indonesia membutuhkan konsumsi energi listrik

terbesar dari pada sektor-sektor yang lain.

Konsumsi energi pada sebuah bangunan di Indonesia sebagian besar

digunakan untuk sistem pengkondisian udara. Konsumsi energi yang

dibutuhkan untuk sistem pengkondisian udara berkisar antara 47% sampai

65% dari kebutuhan energi total pada sebuah bangunan (Afriani dkk, 2018).

(Sukisno dkk, 2016) bahkan menjelaskan bahwa sebanyak 83% energi listrik

pada sebuah bangunan kampus di UNY digunakan sebagai sistem

pengkondisian udara dan sisanya digunakan sebagai pencahayaan dan alat

bantu proses belajar mengajar. Hal ini menunjukan bahwa konsumsi energi

2

yang dibutuhkan untuk mengoperasikan sistem pengkondisian udara pada

sebuah bangunan sangat besar.

Besarnya konsumsi energi pada sistem pengkondisian udara disebabkan oleh

beban termal internal dan beban termal eksternal. Beban termal internal yakni

berasal dari peralatan-peralatan yang ada di dalam ruang pendinginan seperti

lampu, televisi, pengeras suara, kipas angin, dan peralatan-peralatan lainnya.

Sedangkan beban eksternal yakni berasal dari pancaran radiasi matahari yang

juga dipengaruhi oleh konduktivitas termal dinding bangunan itu sendiri.

Secara umum beban pendinginan pada sebuah bangunan di Indonesia lebih

banyak diakibatkan karena beban termal eksternal yakni sebanyak 67% dan

sisanya diakibatkan karena beban internal (Malik, 2013). Hal ini disebabkan

karena negara Indonesia yang merupakan kawasan tropis yang mana dapat

menerima pancaran sinar matahari selama 2-8 jam/hari sehingga nilai overall

Thermal transfer value (OTTV) pada bangunan di Indonesia cukup tinggi

(Hamdi, 2014).

Keresahan akan besarnya konsumsi energi pada sebuah bangunan akibat

penggunaan sistem pengkondisian udara mendorong masyarakat untuk

mencari solusi mengurangi besarnya konsumsi energi secara alternatif. Salah

satunya yaitu dengan menggunakan material berubah fasa atau yang biasa

disebut PCM (phase change material). PCM dapat digunakan untuk

mengurangi beban termal ruangan pada sebuah bangunan. Penggunaan PCM

pada sebuh bangunan dapat dilakukan dengan berbagai metode, salah satunya

yaitu dengan memanfaatkan siklus udara dingin yang terjadi pada malam hari.

3

Pada aplikasinya udara dingin yang terjadi pada malam hari digunakan

sebagai media pendinginan PCM menggunakan bantuan alat penukar kalor

sehingga PCM berubah fasa menjadi beku, kemudian pada siang hari PCM

tersebut dapat digunakan untuk mengurangi beban termal ruangan pada

sebuah bangunan sehingga besarnya konsumsi energi akibat penggunaan

sistem kondisi udara dapat dikurangi.

Siklus udara dingin di Indonesia dapat dimanfaatkan sebagai proses

pembekuan PCM. Pada tahun 2017 suhu rata-rata minimum di Indonesia

khususnya di propinsi Lampung yaitu 23,5 oC dimana suhu minimium atau

terendah di propinsi Lampung pernah mencapai 20,2 oC yang terjadi pada

bulan September 2017 (BMKG, 2017). Dalam hal ini suhu tersebut berpotensi

untuk mendinginkan PCM dengan menyerap panas pada PCM sehingga PCM

dapat berubah fasa menjadi beku dan dapat digunakan sebagai sistem

penyimpanan energi termal atau yang biasa disebut TES (thermal energy

storage).

Salah satu PCM yang dapat digunakan sebagai TES yaitu parafin.

Penggunaan parafin sebagai TES memiliki banyak kelebihan. Selain karena

ketersediaannya yang melimpah dan mudah didapatkan oleh masyarakat,

parafin juga memiliki nilai ekonomis yang rendah sehingga lebih terjangkau

oleh semua kalangan. Disisi lain, parafin memiliki kriteria yang cocok untuk

mengurangi beban termal ruangan pada sebuah bangunan. Hal ini disebabkan

karena parafin memiliki temperatur leleh yang dapat disesuaikan dengan

4

kenyaman termal manusia (25oC) dan memiliki nilai panas laten yang tinggi

yaitu sekitar 200-250 kJ/kg (Pudjiastuti, 2011). Tidak hanya itu, parafin juga

memiliki sifat yang cocok dipadukan dengan logam karena tidak mudah

berkarat sehingga aman disimpan dalam storage berbahan logam dan tidak

mengurangi kualitas perpindahan kalor pada alat pernukar kalor yang

digunakan (Sarier dan Onder, 2012). Hal ini yang melatarbelakangi penelitian

yang dilakukan yaitu karakteristik perpindahan kalor pada material berubah

fasa berupa parafin di dalam alat penukar kalor sebagai pendinginan udara

pada proses pendinginan.

B. Tujuan

Penelitian ini bertujuan mengkaji karakteristik perpindahan kalor pada

material berubah fasa berupa parafin di dalam alat penukar kalor sebagai

pendinginan udara pada proses pendinginan.

C. Batasan Masalah

Kajian pada penelitian ini memfokuskan karakteristik perpindahan kalor pada

material berubah fasa berupa parafin di dalam alat penukar kalor sebagai

pendinginan udara pada proses pendinginan. Adapun batasan masalah yang

dikaji pada penelitian ini antara lain yaitu:

1. Bahan baku yang digunakan adalah parafin hasil paduan antara parafin

padat dan parafin cair.

5

2. Komposisi paduan parafin yaitu 95.5% parafin cair dan 4.5% parafin

padat.

3. Alat yang digunakan untuk menguji karakteristik perpindahan kalor pada

PCM parafin ada dua yaitu 2 alat penukar kalor tipe yakni tipe double

helical coil dan penukar kalor tipe staggered fin.

4. Masa bahan baku yang digunakan yaitu 25,5 kg yang diuji menggunakan

alat penukar kalor tipe double helical coil dan 1,5 kg yang diuji alat

penukar kalor tipe staggered fin.

5. Penelitian ini tidak membandingkan karakteristik PCM pada kedua alat

penukar kalor yang digunakan, tetapi ditujukan untuk mengetahui

karakteristik PCM pada masing-masing alat penukar kalor yang

digunakan.

6. Variasi temperatur udara yang digunakan pada proses pendinginan PCM

yaitu 16 oC, 18

oC, 20

oC untuk alat penukar kalor tipe double helical coil

dan 20 oC untuk alat penukar kalor tipe staggered fin.

7. Variasi kecepatan udara yang digunakan pada proses pendinginan PCM

yaitu 1,5 mps, 2,7 mps, 4 mps untuk alat penukar double helical coil dan 1

mps, 2 mps, dan 3 mps untuk alat penukar kalor tipe staggered fin.

8. Batas waktu pengujian yaitu selama 6 jam per variasi pengujian untuk alat

penukar kalor tipe double helical coil dan 1 jam untuk alat penukar kalor

tipe staggered fin.

D. Sistematika Penulisan

I. PENDAHULUAN

6

Bab ini berisi tentang latar belakang dilakukannya penelitian, tujuan

penelitian, batasan masalah, dan sistematika penulisan laporan tugas

akhir.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini memuat teori dasar mengenai hal-hal yang berkaitan dengan

penelitian seperti penyimpanan energi termal, material berubah fasa

(PCM), metode penggunaan material berubah fasa, dan parafin.

III. METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini yang menjelaskan tentang tempat dan waktu pengujian, alat dan

bahan yang di gunakan saat pengujian, metode pengambilan data, dan

variabel yang digunakan.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisikan tentang hasil eksperimen dan pembahasan yang didapat

dari data-data yang dilakukan saat pengujian.

V. PENUTUP

Bab ini berisikan tentang kesimpulan hasil eksperimen dari penelitian

yang dilakukan dan saran yang ingin disampaikan penulis.

DAFTAR PUSTAKA

Berisikan tentang referensi yang digunakan oleh penulis untuk menyelesaikan

laporan tugas akhir ini

7

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Penyimpanan Energi Termal

Penyimpanan energi termal merupakan penyimpanan suatu energi dalam

sebuah material sebagai energi panas sensibel (sensible heat storage), panas

laten (laten heat storage) dan termokimia (thermochemical) atau kombinasi

diantara ketiganya (Kumar dan shukla, 2015). Didalam sensible heat storage

(SHS) energi panas disimpan dalam bentuk peningkatan temperatur pada

material padat maupun cair. Sehingga, jumlah panas sensibel yang dapat

disimpan bergantung pada besarnya nilai panas spesifik, perubahan

temperatur selama proses penyerapan dan pelepasan panas pada material,

serta banyaknya material tersimpan di dalam storage. Dalam hal ini Jumlah

panas yang dapat disimpan dari panas sensibel dapat ditentukan dengan

persamaan 1.

∫

....................... (1)

Sistem thermal energy storage selain dari pada panas sensibel yaitu panas

laten. Latent heat storage didasarkan pada seberapa besar panas yang dapat

diserap atau dilepaskan ketika material tersimpan mengalami perubahan fasa

dari padat menjadi cair atau cair menjadi gas dan sebaliknya. Jumlah panas

8

yang dapat disimpan dalam bentuk panas laten bergantung pada banyaknya

masa yang ada dalam suatu sistem. Dalam hal ini jumlah panas laten yang

dapat diserap maupun dilepaskan dapat ditentukan dengan persamaan 2.

Latent heat storage memiliki kelebihan jika dibandingkan dengan sensible

heat storage yaitu memiliki jumlah energi yang lebih besar untuk menyerap

maupun melepaskan panas.

.................. (2)

B. Material Berubah Fasa

Material berubah fasa merupakan sebuah material yang dapat menyerap dan

melepaskan energi panas dalam jangka waktu yang lama tanpa mengalami

perubahan temperatur dan ditandai dengan perubahan fasa. Perubahan fasa

tersebut dapat berupa benda padat menjadi cair atau sebaliknya. PCM sering

ditemui dalam kehidupan sehari-hari misalnya asam lemak, minyak nabati,

garam hidrat dan parafin atau yang biasa digunakan sebagai bahan baku lilin.

Setiap PCM mempunyai titik leleh dan energi panas laten yang berbeda-beda

sehingga dalam penggunaannya sebagai thermal energy storage (TES) harus

disesuaikan dengan aplikasinya (Pudjiastuti, 2011).

Penggunaan PCM sebagai thermal energy storage (TES) memiliki banyak

keuntungan. Adapun keuntungan penggunaan PCM sebagai thermal energy

storage yaitu dapat mengurangi konsumsi energi dalam sebuah bangunan. Hal

ini disebabkan karena PCM dapat mengurangi beban termal ruangan pada

9

sebuah bangunan sehingga penggunaan mesin pendingin dapat dikurangi.

Selain itu, penggunaan PCM sebagai thermal energy storage dapat

mengurangi fluktuasi temperatur ruangan yang tinggi sehingga kenyamanan

termal dapat terpenuhi.

C. Klasifikasi PCM

Berdasarkan kondisi perubahan fasanya, PCM terbagi menjadi 3 bagian yaitu

solid-liquid, liquid-gas dan solid-gas. Diantara jenis-jenis tersebut PCM solid-

liquid merupakan PCM yang paling banyak digunakan sebagai thermal

energy storage. Secara umum PCM solid-liquid diklasifiksikan menjadi 3

bagian yaitu PCM senyawa organik, senyawa inorganik dan eutectic (Zhou et

al, 2011). Adapun klasifikasi PCM organik, senyawa inorganik dan eutectic

dapat dilihat pada gambar 1.

Gambar 1. Klasifikasi PCM (Zhou et al, 2011).

10

Setiap jenis PCM mempunyai karakter yang berbeda-beda. Adapun karakter

dari masing-masing PCM dapat dilihat pada tabel 1.

Tabel 1. Karakteristik PCM (Kalnas et al, 2015)

Klas

ifika

si

Kelebihan Kekurangan

Org

anik

1. Tersedia secara luas dalam

berbagai temperatur oprasi

2. Rendah atau tidak mengalami

supercooling

3. mempunyai panas lebur yang

tinggi

4. dapat didaur ulang

5. Tidak korosif

6. dapat dioprasikan dengan

berbagai material

a. Memiliki konduktifitas termal

yang rendah

b. Memiliki perubahan volume

yang besar

c. Mudah terbakar

Inor

gaik

1. Memiliki panas lebur yang

tinggi

2. Memiliki konduktifitas termal

yang tinggi

3. Memiliki perubahan volume

yang rendah

4. Tersedia dengan biaya yang

murah

1. Mengalami supercooling

2. Mengalami korosi

Eute

ktik

1. Memiliki temperatur leleh yang

tinggi

2. Memiliki densitas termal yang

tinggi

Kurangnya literatur mengenai

data-data termal properties

1. Parafin

Parafin merupakan bagian dari hidrokarbon alkana dengan formula

CnH2n+2. Parafin didapatkan dari proses destilasi minyak bumi yang mana

hasil destilasinya masih banyak mengandung hidrokarbon. Parafin

memiliki kandungan atom C yang berbeda-beda, semakin banyak

kandungan atom C maka rantai karbonnya akan semakin panjang

sehingga fasa parafin akan semakin padat. Parafin dengan kandungan

11

atom C5-C15 merupakan parafin dengan fasa cair, sedangkan parafin

dengan kandungan atom karbon lebih dari C15 merupakan parafin dengan

fasa padat atau yang biasa disebut parafin wax seperti yang terlihat pada

gambar 2.

(a) (b)

Gambar 2. Parafin (a) Parafin padat (b) Parafin cair.

Parafin padat mempunyai temperatur leleh antara 53-59 oC dan

memepunyai panas laten yang cukup tinggi antara 160 kJ/kg sehingga

sering dimanfaatkan sebagai penyimpan energi termal. Hal tersebut

disebabkan karena mudah menyerap, menyimpan, dan melepaskan energi

termal yang ditandai dengan perubahan fasa dari bentuk padat menjadi

cair atau sebaliknya (Gasia et al, 2016).

Penggunaan parafin sebagai penyimpan energi termal memiliki kelebihan

dan kekurangan. Kelebihan parafin merupakan keuntungan bagi

pengguna, sedangkan kekurangan dari pada parafin merupakan masalah

12

yang harus diatasi ketika digunakan sebagai penyimpan energi termal.

Oleh sebab itu, pemilhan material PCM sebagai penyimpanan energi

termal perlu dipertibangkan. Berikut adalah kelebihan dan kekurangan

parafin sebagai penyimpan energi termal.

a. Kelebihan

Kelebihan parafin sebagai penyimpan energi termal yaitu tidak

menunjukkan adanya perubahan thermal properties setelah digunakan

terus menerus, memiliki panas laten yang tinggi, cenderung tidak

mengalami proses supercooling, non-reaktif, tidak berbau, secara

ekologi tidak berbahaya, tidak beracun, cocok disimpan di dalam

kontainer logam, serta cocok diaplikasikan sebagai penyimpan energi

termal dengan berbagai tipe (Sarier dan Onder, 2012).

b. Kekurangan

Kekurangan parafin sebagai penyimpan energi termal yaitu memiliki

konduktivitas termal yang rendah pada saat fasa padat sehingga

menjadi masalah jika digunakan sebagai penyimpan energi termal,

akan tetapi masalah ini dapat diatasi dengan penambahan fin pada

permukaan perpindahan kalor atau dengan menambahkan material

logam pada parafin untuk meningkatkan konduktivitas termal. Selain

itu parafin mempunyai sifat yang mudah terbakar sehingga

perancangan kontainer sebagai penyimpan parafin harus lebih

diperhatikan (Sharma dan Sagara, 2005).

13

2. PCM Non-parafin

PCM non-parafin merupakan material PCM yang paling beragam diantara

material PCM yang lain. Material PCM non-parafin secara umum di

antaranya yaitu asam lemak (gambar 3), ester, alkohol dan glikol. PCM

non-Parafin memiliki sifat fluida yang beragam ditiap jenisnya baik dari

titik lelehnya, masa jenisnya, konduktivitas termalnya hingga panas

latennya. Material non-parafin memiliki titik leleh yang berbeda-beda

mulai dari yang terkecil yaitu 7,8 oC (asam formic) hingga yang terbesar

yaitu 187 oC (asam amino benzoic). Selain itu, material non-parafin juga

memiliki panas laten yang sangat beragam mulai dari yang terendah 126

kJ/kg (methyl brombrenzoate) hingga yang tertinggi 259 kJ/kg

(caprylone). Akan tetapi, PCM non-parafin memiliki kekurangan yang

cukup menonjol yaitu memiliki sifat yang mudah sekali terbakar

(flammable) sehingga riskan dalam penggunaannya sebagai thermal

energy storage (Sharma dan Sagara, 2005).

Gambar 3. Asam lemak.

14

3. Garam Hidrat

Garam hidrat merupakan salah satu jenis PCM inorganik yang terdiri dari

campuran air dan garam, yang mana keduanya berkombinasi membentuk

krital-krital matrik pada saat mengalami pembekuan. Garam hidrat

merupakan jenis PCM yang memiliki beberapa kelebihan dibandingkan

dengan PCM lain. Salah satu kelebihan garam hidrat yaitu persediaannya

yang melimpah sehingga mudah didapatkan. Selain itu, garam hidrat

memiliki nilai ekonomis yang rendah sehingga terjangkau oleh semua

kalangan. Dari segi termofisiknya garam hidrat memiliki nilai panas laten

yang tinggi sehingga dapat menyerap panas lebih banyak tanpa

mengalami perubahan temperatur. Tidak hanya itu, garam hidrat juga

mengalami proses perubahan fasa yang cepat sehingga tidak

membutuhkan waktu yang lama pada proses penyerapan dan pelepasan

panas. Hal ini disebabkan karena garam hidrat memiliki nilai

konduktifitas termal yang tinggi. Adapun bentuk dari garam hidrat dapat

dilihat pada gambar 4.

Gambar 4. PCM garam hidrat (Tisa, 2016).

15

Garam hidrat memiliki beberapa kekurangan sebagai thermal energy

storage. Salah satunya yaitu sifat garam yang mudah mengendap

sehingga dapat mengurangi fungsi utama sebagai thermal energy storage

karena menurunkan daya penyerapan dan pelepasan panas. Selain itu,

garam hidrat menunjukkan adanya supercooling pada saat pelepasan

panas. akibatnya, garam hidrat hanya dapat digunakan di tempat-tempat

tertentu dan tidak dapat digunakan secara luas. Tidak hanya itu, garam

hidrat juga memiliki sifat yang korosif terhadap logam yang mana

kebanyakan sistem yang digunakan dalam heat storage adalah logam

sehingga penggunaan garam hidrat sebagai thermal energy storage perlu

disesuaikan dengan sistemnya sebelum diaplikasikan. Beberapa material

PCM garam hidrat dapat dilihat pada tabel 2.

Tabel 2. Jenis-jenis material PCM garam hidrat (Sharma dan Sagara,

2005)

Nama Titik

Leleh

(oC)

Densitas

(kg/m3)

Konduktifitas

Termal

(W/m.K)

Panas

Laten

(kJ/kg)

K2HO4.4H2O 18,5 144720C

- 231

CaCl2.6H2O 29-30 156232C

0.56161.2C

170-192

Zn(NO3)2.6H2O 36 182836C

0.46439.9C

134-147

Na2S2O3.5H2O 48 1600 - 209

Na2SO4.12H2O 35 1522 - 256-281

Mn(NO3)2.6H2O 25,8 172840C

- 125.9

LiNO3.3H2O 30 - - 124

Mg(NO3)2.6H2O 78 193784C

0.65385.7C

265-280

MgCL2.6H2O 115-117 1450120C

0.570120C

165-169

4. Eutectic

16

PCM eutectic merupakan gabungan antara dua material PCM atau lebih

untuk menghasilkan material PCM baru. PCM eutectic dapat dibuat

dengan menggabungkan antara material PCM organic-organic, organic-

inorganic, dan inorganic-inorganic (Tabel 3). Sarat dari penggabungan

kedua material ini yaitu kedua materialnya harus dapat bercapur rata

(tidak memisah). Selain itu, gabungan antara dua material tersebut harus

memiliki temperatur leleh dan temperatur beku yang sama sehingga pada

saat PCM mengalami pembekuan dan peleburan kedua material tersebut

dapat berlangsung secara bersamaan.

Tabel 3. Jenis-jenis material PCM eutectic (Sharma dan Sagara, 2005)

Nama Komposisi

(%)

Titik

Leleh (OC)

Panas Laten

(kJ/kg)

C14H28O2+C10H20O2 34+66 24 147.7

AICI3+NaCL+ZrCL2 79+17+4 68 234

AICI3+NaCL+KCI 66+20+14 70 209

NH2CONH2+NH4Br 66.6+33.4 76 151

AICI3+NaCI+KCI 60+26+14 93 213

AICI3+NaCI 66+34 93 213

D. Sifat-sifat Parafin

Sifat-sifat parafin merupakan karakteristik fluida yang terdapat pada parafin.

Karaktristik tersebut dapat berupa masa jenis, panas spesifik, konduktifitas

termal, panas laten hingga temperatur leleh parafin. Beberapa sifat-sifat

parafin dijelaskan sebagai berikut.

1. Masa Jenis

17

Parafin memiliki masa jenis 880 kg/m3

pada temperatur 20oC. Parafin

dapat mengalami peningkatan masa jenis ketika pada temperatur rendah.

Peningkatan masa jenis ini disebabkan karena parafin mengalami

penyusutan atau peningkatan kerapatan masa sehingga volume parafin

menjadi berkurang. Namun sebaliknya, parafin juga dapat mengalami

penurunan masa jenis ketika pada temperatur tinggi. Hal ini disebabkan

karena parafin memuai pada temperatur tinggi sehingga volume parafin

menjadi meningkat (Inouye, 1934). Oleh sebab itu, penggunaan parafin

sebagai thermal energy storage perlu diwaspadai terutama mengenai

volume parafin pada saat mengalami pemuaian. Volume yang digunakan

untuk menyimpan parafin harus dibuat lebih besar sehingga pada saat

parafin mengalami kenaikan temperatur, proses pemuaian dapat

diantisipasi dengan besarnya volume yang telah disiapkan sehingga tidak

mengalami kebocoran.

2. Panas Spesifik

Parafin memiliki panas spesifik yang cukup tinggi dan cocok digunakan

sebagai penyimpanan energi termal. Pada saat fasa padat parafin memiliki

panas spesifik 3.78 J.g-1

.K-1

sedangkan pada saat fasa cair parafin

memiliki panas spesifik yang lebih besar yaitu 2.95 J.g-1

.K-1

. Artinya, jika

parafin digunakan sebagai penyimpanan energi termal maka jumlah panas

pada bangunan yang dapat diserap oleh parafin cukup besar sesuai dengan

jumlah masa parafin yang digunakan. Adapun kelemahanya adalah waktu

yang diperlukan untuk melepaskan panas menjadi lebih lama. Hal ini

18

disebabkan karena panas spesifik pada saat fasa cair lebih besar dari pada

saat fasa padat (Fischer, 2006).

3. Konduktifitas Termal

Parafin memiliki nilai konduktivitas termal yang rendah. Nilai

konduktivitas termal parafin yaitu 0,232 W/m.K. Rendahnya nilai

konduktivitas termal parafin mengakibatkan rendahnya laju perpindahan

kalor pada saat proses penyerapan maupun pelepasan kalor. Akibatnya,

waktu yang dibutuhkan untuk melelehkan parafin dari fasa padat menjadi

cair dan membekukan parafin dari fasa cair menjadi padat menjadi lebih

lama. Akan tetapi rendahnya konduktivitas termal pada parafin dapat

ditingkatkan dengan mencampurkan material yang memiliki nilai

konduktivitas termal yang tinggi pada parafin seperti metal foam.

4. Panas Laten

Parafin merupakan PCM yang memiliki panas laten yang cukup tinggi.

Nilai panas laten pada parafin berbeda-beda tergantung dari jumlah ikatan

karbonnya. Tingginya panas laten pada parafin merupakan keuntungan

sebagai thermal energy storage karena pada dasarnya material yang

memiliki panas laten yang tinggi dapat menyerap dan menyimpan panas

yang lebih banyak tanpa mengalami perubahan temperatur. Beberapa

panas laten parafin berdasarkan jumlah ikatan karbon yang berbeda dapat

dilihat pada tabel 4.

19

5. Temperatur Leleh

Parafin memiliki temperatur leleh yang berbeda-beda bergantung pada

jumlah ikatan atom karbonnya. Parafin dengan atom karbon C5-C15

merupakan parafin fasa cair sedangkan >C15 merupakan parafin fasa

padat. Semakin banyak jumlah ikatan karbon pada parafin maka

temperatur lelehnya semakin tinggi. Hal ini disebabkan karena jumlah

ikatan atom karbon yang banyak memiliki rantai karbon yang semakin

panjang dan membentuk molekul yang lurus dan beraturan. Akibatnya,

persinggungan antara molekul-molekul semakin luas dan gaya tarik

menarik antar molekul semakin kuat sehingga diperlukan energi yang

besar yang dapat dicapai pada temperatur tinggi untuk mengalahkan gaya-

gaya tersebut. Beberapa temperatur leleh pada parafin berdasarkan jumlah

ikatan karbonnya dapat dilihat pada tabel 4.

Tabel 4. Temperatur leleh dan panas laten pada beberapa jenis parafin

(Pudjiastuti, 2011)

Jumlah Atom Titik Leleh (oC) Panas Laten (kJ/kg)

14 5,5 228

15 10,0 205

16 16,7 237,1

17 21,7 213

18 28,0 244

19 32,0 222

20 36,7 246

21 40,2 200

22 44,0 249

23 47,5 232

24 50,6 255

25 49,4 238

26 56,3 256

27 58,8 236

20

28 61,6 253

E. Metode Penggunaan PCM Sebagai Penyimpan Energi Termal

Penerapan PCM pada sebuah bangunan dapat dilakukan dengan beberapa

metode di antaranya yaitu dengan metode penggabungan langsung (direct

incorporation), metode pencelupan (immertion) dan metode enkapsulasi

(encapsolation).

1. Metode Penggabungan Langsung (Direct Incorporation)

Metode penggabungan langsung dapat dilakukan dengan mencampurkan

PCM dengan bahan-bahan bangunan seperti semen, gypsum dan

wallboard secara langsung dimana kandungan dari PCM yang dicampur

dengan bahan bangunan berbeda-beda bergantung dari material

bangunannya seperti pada gambar 5 yaitu PCM micronal dari BSAF yang

dicampur dengan gypsum wallboard.

Gambar 5. Penggunaan PCM dengan metode direct incorporation

(Zhou et al, 2011).

21

2. Metode Pencelupan (Immertion)

Metode pencelupan yaitu dilakukan dengan cara mencelupkan bahan

bangunan atau material seperti bata, gypsum dan kayu pada PCM panas,

dengan metode ini secara langsung PCM panas tersebut masuk ke dalam

pori-pori bahan bangunan, sehingga pada saat penggunaan material

sebagai bahan bangunan, material tersebut sudah mengandung PCM

(Soares et al, 2012).

3. Metode Enkapsulasi (Encapsolation)

Metode enkapsulasi dapat dilakukan dengan dua cara yaitu metode

makro-enkapsulasi dan metode mikro-ekapsulasi. Metode makro-

enkapsulasi dilakukan dengan memasukkan PCM pada sebuah storage

baik itu berbentuk kotak, silinder maupun bola, kemudian tabung tersebut

padukan pada bangunan. Sedangkan metode mikro-enkapsulasi yaitu

metode yang dilakukan dengan cara memadukan PCM pada sebuah

bangunan secara langsung kemudian dilapisi dengan material yang tipis

seperti pada gambar 6 (Cabeza et al, 2011).

22

Gambar 6. Penggunaan PCM dengan metode enkapsulasi (Soares et al,

2012).

Labat (2014) telah melakukan penelitian tentang PCM yang disimpan didalam

storage untuk tujuan penghangat ruangan. PCM yang digunakan yaitu berupa

Paraffin Microtek 37D1 sebanyak 27.88 kg. Storage yang digunakan yaitu

berupa fin aluminium yang diaplikasikan sebagai ventilasi dan dapat dialirkan

udara. Udara yang digunakan untuk pengujian yaitu bertemperatur 20 oC.

Sedangkan variasi yang digunakan yaitu debit udara 300 m3/h

dan 900 m

3/h.

Hasilnya menunjukan bahwa PCM mengalami periode temperatur yang stabil

pada temperatur 35 oC baik pada variasi debit 300 m

3/h maupun 900 m

3/h.

Pada pengujian variasi debit udara 300 m3/h terjadi periode temperatur yang

stabil kedua pada temperatur 30,5 oC yang mengindikasikan bahwa terjadi

proses perubahan fasa menjadi padat secara terus menerus seperti yang

terlihat pada gambar 7.

Gambar 7. Pengukuran temperatur PCM selama proses pemadatan

berlangsung dengan debit udara 300 m3/h (kiri) dan 900 m

3/h (kanan)

Pada saat proses pelepasan kalor berlangsung, temperatur PCM dengan

variasi uji 900 m3/h menjadi sama dengan temperatur inlet (20

oC) ketika

23

tertempuh waktu 1 jam 30 menit dan menunjukan bahwa proses pelepasan

kalor telah tercapai. Sementara temperatur PCM dengan variasi 300 m3/h

menjadi sama dengan temperatur inlet (20 oC) ketika tertempuh waktu 3,8

jam.

F. Metode Peningkatan Laju Perpindahan Kalor PCM

Kebanyakan PCM yang digunakan sebagai penyimpan energi termal memiliki

konduktivitas termal yang rendah. Sebagai contoh, parafin memiliki

konduktivitas termal 0,2 W/m.K sedangkan garam hidrat memiliki

konduktivitas termal 0,5 W/m.K. Rendahnya konduktivitas termal PCM

memperpanjang waktu yang diperlukan untuk menyerap dan melepaskan

panas, misalnya pada saat proses menyerap panas pada siang hari dan

melepaskan panas pada malam hari. Rendahnya konduktivitas termal PCM

menyebabkan proses penyerapan dan pelepasan panas tidak sempurna

sehingga perlu adanya inovasi untuk meningkatkan konduktivitas termal

PCM, sehingga waktu yang diperlukan untuk menyerap dan melepaskan

panas menjadi lebih cepat. Secara umum, teknik yang digunakan untuk

mempercepat perpindahan kalor pada PCM ada dua macam yaitu

meningkatkan konduktivitas termal PCM dan menambah luas area permukaan

perpindahan kalor.

Peningkatan konduktivitas termal PCM dapat dilakukan dengan

mencampurkan PCM secara langsung dengan material yang memiliki

konduktivitas termal yang tinggi seperti grapit dan serat karbon. (Liu dan

24

Yang, 2017) pernah melakukan penelitian mengenai peningkatan laju

perpindahan kalor dengan meningkatkan konduktivitas termal PCM parafin

menggunakan campuran grapit. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa

penambahan grapit sebanyak 9% pada parafin dapat meningkatkan

konduktivitas termal PCM hingga 2 kali lipat lebih tinggi dari pada parafin

murni.

Teknik yang digunakan untuk mempercepat laju perpindahan kalor pada PCM

juga dapat dilakukan dengan penambahan luas area permukaan perpindahan

kalor. Teknik ini dapat dilakukan dengan cara memadukan PCM dengan

metal foam, selain itu dapat juga menambahkan fin pada permukaan

perpindahan kalor (Pomianowski et al, 2013). Penelitian mengenai

penambahan luas area permukaan dengan metal foam pernah dilakukan

sebelumnya. (Beyne et al, 2017) menunjukkan bahwa penelitiannya mengenai

perpaduan antara mental foam dan PCM dapat mengurangi waktu proses

pelepasan termal atau proses pembekuan lebih cepat hingga 28%.

Peningkatan laju perpindahan kalor PCM dengan memperluas area

permukaan pada pipa coil dapat meningakatkan performa perpindahan kalor

hingga 100%, sehingga proses penyerapan dan pelepasan termal pada PCM

menjadi lebih cepat (Kukulka et al, 2015).

G. Alat Penukar Kalor Helical Coil

Alat penukar kalor helical coil merupakan salah satu jenis alat penukar kalor

yang memiliki efisiensi yang baik dalam beberapa hal. Sebagai alat pemindah

25

panas, alat penukar kalor helical coil memiliki kelebihan dibandingkan

dengan alat penukar kalor yang lain. Alat penukar kalor helical coil sangat

efisien terhadap tempat, dimana alat penukar kalor helical coil memiliki

daerah perpindahan kalor yang luas di ruangan yang kecil. Dalam proses

produksinya alat penukar kalor helical coil mudah dibuat dan tidak

membutuhkan biaya yang besar. Tidak hanya itu, alat penukar kalor helical

coil juga tidak memiliki banyak sambungan-sambungan sehingga sangat

aman terhadap kebocoran-kebocoran terutama jika media fluidanya berupa

minyak. Adapun alat penukar kalor helical coil dapat dilihat pada gambar 8.

Gambar 8. Alat penukar kalor helical coil.

1. Perhitungan Laju Perpindahan kalor Alat Penukar Kalor Helical Coil

Laju perpindahan kalor merupakan parameter penting pada alat penukar

kalor. Laju perpindahan kalor pada alat penukar kalor helical coil secara

umum dapat ditentukan dengan persamaan kesetimbangan energi seperti

yang tercantum pada persamaan 3.

26

................ (3)

Koefisien perpindahan kalor menyeluruh ( ) yang terdapat pada

persamaan 3 ditentukan dengan persamaan analisis thermal resistance,

diantaranya yaitu resistance fluida di dalam pipa, resistance dinding pipa

tube, dan resistance fluida diluar pipa seperti yang tercantum pada

persamaan 4.

(

)

(

) ................ (4)

Sedangkan (logarithmic mean temperatur difference) yang

terdapat pada persamaan 3 dapat ditentukan dengan persamaan 5 sebagai

berikut.

( ) ( )

(

)

............................ (5)

2. Koefisien Perpindahan Kalor Konveksi

Koefisien perpindahan kalor konveksi merupakan laju perpindahan energi

panas pada fluida per satuan luas per satuan temperatur. Koefisien

perpindahan kalor konveksi pada alat penukar kalor helical coil terjadi

pada dua bagian diantaranya yaitu bagian pipa dan bagian tabung (shell).

Berikut adalah penjelasan dari kedua bagian tersebut.

a. Bagian Pipa

27

Koefisien perpindahan kalor konveksi di dalam pipa dapat ditentukan

dengan beberapa parameter diantaranya yaitu bilangan Nusselt,

diameter dalam pipa dan konduktifitas termal fluida di dalam pipa.

Koefisien perpindahan kalor konveksi di dalam pipa dapat ditentukan

secara langsung dengan persamaan 6.

............................................. (6)

Dimana bilangan Nu dapat ditentukan dengan:

..................................... (7)

Persamaan 7 merupakan persamaan bilangan Nusselt untuk

menentukan koefisien perpindahan kalor fluida didalam pipa helical

coil. Sementara bilangan Reynold dan bilangan Prandlt yang terdapat

pada persamaan 7 dapat ditentukan dengan persamaan (8) dan (9)

sebagai berikut.

Bilangan Reynold:

................. (8)

Bilangan Prandlt:

........................... (9)

b. Bagian Tabung (shell)

Perpindahan kalor yang terjadi pada fluida didalam tabung yang

digunakan sebagai tanki penyimpanan adalah perpindahan kalor

konveksi natural. Koefisien perpindahan kalor konveksi natural yang

28

terjadi di dalam tabung (shell) dapat ditentukan dengan 2 persamaan

yang berbeda. Kedua persamaan tersebut ditentukan berdasarkan

posisi helical coil di dalam tabung. (Jasim,2016) menjelaskan jika

posisi helical coil didalam tabung dalam kondisi vertical maka

persamaan koefisien perpindahan kalornya dapat ditentukan dengan

persaamaan 10. Sementara jika posisi helical coil didalam tabung

dalam kondisi horizontal maka koefisien perpindahan kalornya dapat

ditentukan dengan persaamaan 11. Adapun geometri dari kedua

persamaan tersebut dapat dilihat pada gambar 9.

{

⁄

[ ⁄ ] ⁄ }

(Vertikal) .......... (10)

{

⁄

[ ⁄ ] ⁄ }

(Horizontal) ... (11)

29

Gambar 9. Geometri helical coil (Jassim, 2016).

Sementara bilangan Rayleigh yang terdapat pada persamaan 10 dan

11 dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut.

( )

...................................... (12)

30

Penelitian ini merupakan penelitian yang mengkaji karakteristik perpindahan

kalor pada material berubah fasa berupa parafin di dalam alat penukar kalor

sebagai pendinginan udara pada proses pendinginan. Bahan baku PCM yang

digunakan pada penelitian ini yaitu parafin. Hal ini disebabkan karena parafin

memiliki harga yang ekonomis dan ketersediaannya yang melimpah di

Indonesia serta memiliki karakteristik yang baik sebagai thermal energy

storage. Alat utama yang digunakan pada penelitian ini yaitu alat penukar

kalor (heat exchanger). Ada dua alat penukar kalor yang digunakan yaitu alat

penukar kalor tipe double helical coil dan alat penukar kalor tipe staggered

fin. Penelitian ini merupakan penelitian yang dilakukan secara eksperimentasi

sehingga membutuhkan waktu dan tempat untuk melakukan pengujiannya.

Adapun waktu dan tempat serta hal-hal yang berkaitan dengan penelitian ini

dijelaskan sebagai berikut.

A. Tempat dan Waktu Pelaksanaan

Pengambilan data Penelitian dilakukan di Laboratorium Termodinamika

Teknik Mesin Universitas Lampung. Adapun pelaksanaannya dilakukan dari

bulan November 2018 sampai dengan bulan Juni 2019. Adapun deskripsi

penelitian dapat dilihat pada tabel 5.

III. METODOLOGI PENELITIAN

31

B. Tahapan Penelitian

Adapun tahapan yang dilakukan pada penelitian ini yaitu sebagai berikut:

Tabel 5. Jadwal kegiatan penelitian

Kegiatan NOV DES JAN FEB MAR APR MEI JUN

Studi Literatur

Persiapan Bahan

Baku

Persiapan Alat

Uji

Pengujian

Analisis Data

Penulisan laporan

1. Studi Literatur

Studi literatur yang dilakukan pada penelitian ini diantaranya yaitu

mengenai penyimpanan kalor (heat storage), material berubah fasa,

aplikasi material berubah fasa sebagai penyimpanan kalor, PCM parafin,

sifat-sifat fluida parafin, dan alat penukar kalor tipe double helical coil dan

tipe staggered fin yang digunakan sebagai alat uji PCM.

2. Persiapan

a. Persiapan Bahan Baku PCM

Bakan baku PCM yang digunakan pada penelitian ini yaitu parafin.

Adapun persiapan bahan baku PCM sebelum dilakukan pengujian

yaitu mengukur volume parafin yang dibutuhkan.

32

b. Persiapan Alat Uji

Alat uji yang digunakan pada penelitian ini yaitu alat penukar kalor.

Alat uji yang digunakan ada dua buah yaitu alat penukar kalor tipe

double helical coil dan alat penukar kalor tipe staggered fin.

3. Pengujian

Pengujian ini dilakukan dengan variasi temperatur udara dan kecepatan

aliran udara berdasarkan batasan masalah yang telah ditentukan.

4. Penulisan Laporan

Penulisan laporan merupakan tahapan akhir dari penelitian ini. Penulisan

laporan ditujukan untuk melaporakan hasil penelitian yang telah

dilakukan. Sedangkan isi dari laporan meliputi pendahuluan, tinjauan

pustaka, metodologi penelitian, hasil dan pembahasan serta simpulan dan

saran.

C. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini yaitu:

1. Alat

Alat yang digunakan pada penelitian ini yaitu:

a. Sistem pendingin

Sistem pendingin merupakan alat yang digunakan untuk

mengkondisikan udara pada saat pengujian. Selain itu sistem

pendingin juga digunakan untuk mengatur variasi temperatur udara

33

dingin masuk alat penukar kalor yang digunakan pada saat pengujian.

Sistem pendingin ini menggunakan mesin LG air conitioner dual

inverter seperti pada gambar 10.

Gambar 10. Sistem pendingin.

b. Wadah PCM

Wadah PCM merupakan tempat yang digunakan untuk menyimpan

PCM. Pada penelitian ini ada dua alat penukar kalor yang digunakan

sehingga wadah PCMnya juga berbeda. Pada alat penukar kalor double

helical coil wadah yang digunakan berupa tabung berongga seperti

pada gambar 11(a) dengan diameter dalam dan luar 0,35 m dan 0,50

m secara berurutan. Sedangkan tinggi tabung yaitu 0,27 m sehingga

menghasilkan volume ±28,9 liter.

Alat penukar kalor yang kedua adalah alat penukar kalor tipe

staggered fin. Alat penukar kalor tipe staggered fin yang digunakan

berbentuk hollow persegi panjang seperti pada gambar 11(b) dengan

ukuran penampang hollow 2x1 in dengan tinggi 5,9 in sehingga

34

menghasilkan volume ±0,036 liter per hollow dimana jumlah hollow

pada alat penukar kalor tipe staggered fin berjumlah 39 buah. Hal yang

menarik pada alat penukar kalor tipe staggered fin ini yaitu hollow

yang digunakan sebagai penyimpanan PCM juga merupakan

komponen yang sekaligus digunakan sebagai media perpindahan kalor.

(a) (b)

Gambar 11. Wadah PCM pada alat penukar kalor (a) Tipe double

helical coil (b) Tipe staggered fin.

c. Pipa Coil

Pipa coil merupakan komponen utama di dalam alat penukar kalor

double helical coil. Pipa ini berfungsi sebagai permukaan perpindahan

kalor dimana udara dingin mengalir didalamnya dengan menyerap

beban panas PCM yang ada dibagian luar pipa.

Pipa yang digunakan pada alat penukar kalor memiliki dua lingkaran

helic yakni besar dan kecil dengan ukuran diameter 0,46 m dan 0,37 m

secara berurutan dan panjang masing-masing 7,89 m dan 6,38 m secara

berurutan. Sedangkan coil yang digunakan yaitu coil tembaga dengan

35

diameter ¾ in. Bentuk dari pada pipa coil dapat dilihat pada gambar

12.

(a) (b)

Gambar 12. Pipa coil (a) Tampak samping (b) Tampak atas.

d. Saluran Pengarah Udara

Pada penelitian ini saluran pengarah udara digunakan untuk

mengarahkan udara dari sistem pendingin menuju alat penukar kalor.

saluran ini mengarahkan udara dari penampang 1125 cm2 menjadi 225

cm2. Saluran ini di buat dari papan triplek dengan ketebalan 7 mm

seperti pada gambar 13.

Gambar 13. Saluran pengarah udara.

e. Blower

36

Pada penelitian ini blower digunakan untuk mengalirkan udara yang

melewati alat penukar kalor. Selain itu blower juga digunakan untuk

mengatur variasi laju aliran udara yang digunakan pada saat pengujian.

Blower yang digunakan pada penelitian ini bermerek Nankai dengan

ukuran 2” seperti pada gambar 14.

Gambar 14. Blower.

f. Anemometer dan Humidity Meter

Pada penelitian ini anemometer digunakan untuk mengukur kecepatan

aliran udara yang melewati alat uji. Anemometer yang digunakan pada

penelitian ini yaitu Extech 45170 seperti yang terlihat pada gambar 15.

Selain dapat digunakan untuk mengukur kecepatan udara Extech

45170 juga dapat digunakan sebagai humidity meter untuk mengukur

kelembapan udara.

37

Gambar 15. Anemometer dan humidity meter Extech 45170.

g. Termometer

Pada penelitian ini termometer digunakan untuk merekam data hasil

pengujian. Hasil yang didapat dari alat ini yaitu berupa temperatur

yang direkam persatuan waktu. Termometer yang digunakan pada

penelitian ini yaitu Temperature Recorder Lutron BTM-4208SD

seperti yang tertera pada gambar 16(a). Termometer ini dilengkapi

dengan sensor termokopel jenis K seperti yang terlihat pada gambar

16(b). Selain itu, termometer ini dapat digunakan untuk merekam data

temperatur sebanyak 12 titik yang berbeda.

38

(a) (b)

Gambar 16. Termometer (a) Temperature Recorder Lutron BTM-

4208SD (b) Termokopel jenis K.

2. Bahan

Pada penelitian ini bahan baku yang digunakan yaitu parafin. Parafin yang

digunakan merupakan parafin komersil yang banyak terdapat dipasaran.

Parafin yang digunakan pada penelitian ini berasal dari 2 bahan baku

parafin yang berbeda yaitu parafin padat dan parafin cair. Adapun

komposisi dari kedua bahan baku tersebut yang digunakan pada penelitian

ini yaitu 95,5% parafin cair dan 4,5% parafin padat.

D. Skema Pengujian

Adapun skema pengujian yang dilakukan pada penelitian ini yaitu berawal

dari sistem pendingin yang menghasilkan udara dengan temperatur rendah

kemudian dimanfaatkan untuk mendinginkan PCM. Udara dingin ini dialirkan

ke dalam alat penukar kalor menggunakan blower. Adapun skema pengujian

yang dilakukan pada penelitian ini yaitu seperti pada gambar 17.

Gambar 17. Skema pengujian.

39

Sementara posisi termokopel pada sistem storage yaitu seperti pada gambar

18.

(a)

(b)

Gambar 18. Penempatan termometer pada alat penukar kalor (a) Tipe

staggered fin. (b) Tipe double helical coil.

E. Metode Pengambilan Data

Metode pengambilan data pengujian yang dilakukan pada penelitian ini yaitu:

1. Menyiapkan alat-alat yang digunakan seperti alat penukar kalor,

anemometer, terkopel, termometer, blower dan sistem pendingin.

2. Mengukur volume PCM yang akan diuji pada alat penukar kalor, baik

pada alat penukar kalor tipe double helical coil maupun tipe staggered fin.

40

3. Memasukan PCM yang telah ditentukan pada alat penukar kalor.

4. Menyambungkan saluran pengarah udara dari saluran pendingin menuju

saluran masuk alat penukar kalor dan kemudian memasang blower untuk

dialirkan udara.

5. Melakukan kalibrasi pada alat ukur yang akan digunakan seperti terkopel,

termometer dan anemometer.

6. Memasang anemometer pada saluran alat penukar kalor.

7. Memasang termokopel pada bagian alat dan bahan uji yang telah

ditentukan dan kemudian menghubungkannya ke termometer.

8. Menghubungkan kabel sistem pendingin (AC) pada penyedia listrik.

9. Menghidupkan mesin sistem pendingin dengan menekan sakelar ON/OFF.

10. Mengatur temperatur udara dan kecepatan udara yang telah ditentukan

sesuai dengan data tiap pengujian.

11. Record data temperatur pada termometer.

12. Mencatat kecepatan udara yang melewati alat penukar kalor dengan

anemometer.

13. Mengulangi langkah 9-11 dengan pengujian yang telah ditentukan.

F. Alur Pengambilan Data

Alur pengambilan data yang dilakukan pada penelitian ini yaitu:

Mulai

Persiapan

1. Persiapan bahan baku parafin

2. Persiapan alat uji eksperimen

41

Kesimpulan

Selesai

Persiapan set up alat uji untuk

variasi pengujian

Proses pengujian sesuai dengan variasi

yang ditentukan yaitu temperatur dan

kecepatan udara

Mencatat data hasil pengujian

A

A

42

Gambar 19. Alur pengambilan data.

G. Variabel Pengujian

Adapun variabel pengujian pada penelitian ini yaitu dapat dilihat pada tabel 6.

Hal ini ditentukan guna mendapatkan hasil karakteristik perpindahan kalor

terbaik pada proses perubahan fasa PCM parafin.

Tabel 6. Variasi pengujian

Pengujian Variabel Variasi Variabel Pengujian

karakteristik

perpindahan kalor

pada parafin

didalam alat

penukar kalor

Temperatur udara

masuk alat

penukar kalor

Tipe double helical coil: 16, 18,

20 oC

Tipe staggered fin: 20 oC

Temperatur awal

PCM parafin

30 oC

Kecepatan udara Double helical coil: 1,5, 2,7, dan

4 mps

Fin: 1, 2, dan 3 mps

Lama pengujian Double helical coil: 6 jam

Fin: 1 jam

1. Pengujian PCM pada alat penukar kalor tipe double helical coil

Tabel 7. Data hasil pengujian PCM pada alat penukar kalor tipe double

helical coil

Alat penukar kalor:

Kecepatan udara: mps

Temperatur udara: oC

Waktu

(min)

TInlet T1.PCM T2.PCM T3.PCM T6.PCM T9.PCM TOutlet

0

1

2

3

4

5

6

43

7

8

9

Dst …

Tabel 8. Temperatur akhir PCM pada alat penukar tipe double helical coil

Temperatur

Udara (oC)

Temperatur akhir PCM (oC)

1 mps 2 mps 3 mps

16 (oC)

18 (oC)

20 (oC)

2. Pengujian alat penukar kalor tipe staggered fin

Tabel 9. Data hasil pengujian pada alat penukar kalor tipe staggered fin

Alat penukar kalor:

Kecepatan udara: mps

Temperatur udara: oC

Waktu

(min)

TInlet T1.PCM T2.PCM T3.PCM TOutlet

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Dst …

Tabel 10. Temperatur akhir PCM pada alat penukar kalor tipe staggered

fin

Temperatur

Udara (oC)

Temperatur akhir PCM (oC)

1 mps 2 mps 3 mps

20 (oC)

61

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Peningkatan kecepatan udara dan penurunan temperatur udara dingin masuk

memperbesar laju pendinginan PCM pada alat penukar kalor. Pada alat

penukar kalor tipe double helical coil laju pendinginan paling besar yaitu

21x10-3

oC/min dari pengujian dengan variasi kecepatan udara 5,6 mps dan

temperatur udara 16 oC. Sementara pada alat penukar kalor tipe staggered fin

laju pendinginan paling besar yaitu 16x10-2

oC/min dari pengujian dengan

variasi kecepatan udara 3 mps. Uji penurunan temperatur PCM ini melewati

proses perubahan fasa sehingga ada proses perpindahan kalor laten yang

terjadi. Adapun persentase perubahan fasa pada alat penukar kalor tipe double

helical coil paling besar yaitu 6,20% dari pengujian dengan variasi kecepatan

udara 5,6 mps dan temperatur udara 16 oC. Sementara persentase perubahan

fasa pada alat penukar kalor tipe staggered fin paling besar yaitu 34,4% dari

pengujian dengan variasi kecepatan udara 3 mps.

62

B. Saran

Untuk mengoptimalkan karakteristik perpindahan kalor pada parafin di dalam

alat penukar kalor berikut adalah saran-saran yang dapat diberikan.

1. Perlunya luas area permukaan yang lebih pada alat penukar kalor guna

meningkatkan laju perpindahan kalor karena pada proses penurunan

temperatur PCM melibatkan proses perubahan fasa (ada proses

perpindahan kalor laten) sehingga PCM butuh melepaskan kalor dalam

jumlah yang besar.

2. Disarankan untuk meningkatkan kecepatan udara sehingga laju aliran

masa udara yang melewati alat penukar kalor lebih besar dan dapat

mengoptimalkan karakteristik perpindahan kalor.

63

DAFTAR PUSTAKA

Afriani, Susi., Rika., dan Darminto. 2018. Efisiensi energi dari aspek selubung

bangunan. Riau: UIN Sultan Syarif Kasim.

Beyne, W., Bagci, O., Huisseune, H., Caniere, H., Danneels, J., Daenens, D. and

Paepe, M De. 2017. Experimental investigation of solidification in metal

foam enhanced phase change material. Materials Science and Engineering

251 (2017) 012112.

Cabeza, L.F., Castell, A., Barreneche, C., de Graci, A. and Fernandez, A.I. 2011.

Materials used as PCM in thermal energy storage in buildings: a review.

Renewable and Sustainable Energy Reviews 15 (2011) 1675–1695.

Fischer, U.R. 2006. Thermal conductivity and melting point measurements on

paraffin zeolite mixtures. Brandenburg University of Technology Cottbus,

PF 101344, 03013 Cottbus Germany.

Gasia, Jaume., Miro, Laia., Gracia, Alvaro de., Barreneche, Camila. and Cabeza,

Luisa F. 2016. Experimental evaluation of a paraffin as phase change

material for thermal energy storage in laboratory equipment and in a shell-

and-tube heat exchanger. Aplied Sciences. Universitat de Lleida: Spain.

Hamdi, Saipul. 2014. Mengenal lama penyinaran matahari sebagai salah satu

parameter klimatologi. Peneliti Pusat Sains dan Teknologi Atmosfer Lapan.

Berita Dirgantara Vol.15 No.1 Juni 2014:7-16.

Inouye, Kuramitsu. 1934. The relation between tensile strength and density of

paraffin wax at various temperatures. The University of British Columbia

:Columbia.

64

Kalnas, Simen Edsjo. and Jelle, Bjorn Petter. (2015). Phase change materials and

products for building applications: a state-of-the-art review and future

research opportunities. Energy and Buildings. 94(Supplement C), 150-176.

Kukulka, David J. and Fuller, Kevin G. 2015. Development of enhanced heat

transfer tubes. Chemical Engineering Traonsactins. 21, 985-990.

Kumar, A. and Shukla, S.K. 2015. A review on thermal energy storage unit for

solar thermal power plant application. Energy Procedia 74 ( 2015 ) 462 –

469.

Labat M., Virgone J., David D., Kuznik F. 2014. Experimental assessment of a

PCM to air heat exchanger storage system for building ventilation

application. HAL archieves-ouvertes id: hal-00985318

Liu, Zhang-Peng. and Yang, Rui. 2017. Synergistically-enhanced thermal

conductivity of shape-stabilized phase change materials by expanded

graphite and carbon nanotube. Applied Sciences. Department of Chemical

Engineering. Tsinghua University. Beijing.

Malik, Abdul. 2013. Audit Energi Pada Gedung IV Kantor PT PLN (PERSERO)

Wilayah Kalimantan Barat. Jurnal ELKHA Vol.5, No 2, Oktober 2013. PT

PLN (Persero) Wilayah Kalimantan Barat.

Pomianowski, Michal., Heiselberga, Per. and Zhang, Yinping. 2013. Review of

thermal energy storage technologies based on pcm application in buildings.

Energy and Buildings 67(2013)56–69.

Pudjiastuti, Wiwik. 2011. Jenis-jenis bahan berubah fasa dan aplikasinya. Balai

Besar Kimia dan Kemasan, Kementerian Perindustrian. Jakarta Timur.

Sarier, N., and Onder, E. 2012. Organic phase change material and their textile

application: an overview. Thermochimica acta 540(2012) 7-60.

Sharma, S.D., and Sagara, K. 2005. Laten heat storage material and system: a

review. International journal green energy. 2: 1-56,2005.

65

Soares, N., Costa, J.J., Gaspar, A.R., Santos, P. 2012. Review of passive PCM

latent heat thermal energy storage systems towards buildings’ energy

efficiency. Energy and Buildings 59 (2013) 82–103.

Sukisno, T., Yuniarti, N., Sunyoto. 2016. Tingkat intensitas konsumsi energi

listrik di jurusan pendidikan teknik elektro FT UNY: sebuah upaya menuju

iso 50001. Yogyakarta: UNY.

Tisa, Sujail. 2016. Global Salt Hydrates Market Analysis 2016-2021. Egypt

Business Directory. Diunduh di https://www.egypt-

business.com/Ticker/details/1639-Global-Salt-Hydrates-Market-Analysis-

2016-2021/60679 pada tanggal 26 November 2018 pukul 18.10 WIB.

Zhou, D., Zhao, C.Y., Tian, Y. 2011. Review on thermal energy storage with

phase change materials (pcms) in building applications. Applied Energy 92

(2012) 593–605.

karakteristik perpindahan kalor pada material berubah fasa …digilib.unila.ac.id/58069/20/skripsi...

Documents