pengaruh laju aliran volumetrik air laut … · tabel 4.1. hasil pengujian kadar garam air laut...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

PENGARUH LAJU ALIRAN VOLUMETRIK AIR LAUT TERHADAP UNJUK KERJA UNIT DESALINASI BERBASIS

POMPA KALOR DENGAN MENGGUNAKAN PROSES HUMIDIFIKASI DAN DEHUMIDIFIKASI

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

Oleh :

SEPTIAN NUGRAHA NIM. I0406051

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2010


commit to user

PENGARUH LAJU ALIRAN VOLUMETRIK AIR LAUT

TERHADAP UNJUK KERJA UNIT DESALINASI BERBASIS

POMPA KALOR DENGAN MENGGUNAKAN PROSES

HUMIDIFIKASI DAN DEHUMIDIFIKASI

Disusun oleh :

Septian Nugraha NIM. I0406051

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Tri Istanto, ST., MT Wibawa Endra J., ST., MT NIP. 197308202000121001 NIP. 197009112000031001 Telah dipertahankan di hadapan Tim Dosen Penguji pada hari Jumat tanggal 17 Desember 2010 1. Eko Prasetyo B., ST.,MT …………………………

NIP. 197109261999031002 2. Muhammad Nizam., ST.,MT., Ph D. .......................................

NIP.197007201999031001

3. Rendhy Adhi Rachmanto., ST, MT ………………………... NIP. 197101192000031001

Mengetahui:

Ketua Jurusan Teknik Mesin Koordinator Tugas Akhir

Dody Ariawan, ST, MT Wahyu Purwo Raharjo, ST., MT

NIP . 197308041999031001 NIP. 197202292000121001


commit to user

PERSEMBAHAN

Kepada mereka yang telah berjasa dalam kehidupanku, kepada mereka

aku persembahkan hasil keringat dan kerja kerasku ini yaitu sebuah

skripsi yang akan menjadi karya terbesarku selama menempuh jenjang

pendidikan S-1 . Mereka adalah :

1. Allah SWT dan Nabi Besar Muhammad SAW.

2. Bapak Koesmartanto dan Ibu Djudjuk Andarwati tercinta, karena

beliaulah penulis terlahir di dunia dengan segala kelebihan dan

kekurangannya, terima kasih atas segala kasih sayang yang engkau

curahkan dan doa yang selalu engkau panjatkan serta restu yang

selalu engkau berikan untukku.

3. Adik - Adikku tersayang ( Okky Dwi Cahya Kusuma dan Noval

Putranto ) kalian adalah adik – adik yang aku banggakan.

4. My love, Dina Permatasari. You are my “ everything “.

5. Semua orang yang dekat dan kenal dengan penulis (mereka yang

pernah bersama memberi pengalaman yang berarti dalam kehidupan

penulis).


commit to user

MOTTO

“ …Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah keadaan sesuatu kaum sehingga mereka mengubah keadaan yang ada pada diri mereka

sendiri…” (Ar- Ra’d)

“ Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan.

Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan “ (Al – Insyirah : 5 – 6)

“ Enjoy your life because life is only a one time “

(Septian N.)

“Jadi orang itu tidak perlu banyak tahu, yang penting banyak ngerti.” (Wibawa E.J.)

“ Don't worry about a thing,

'Cause everything gonna be all right. “ (Bob Marley)

“ Kenanglah sahabat kita untuk slamanya “

(Bondan Prakoso)

“Tidak penting berapa kali kita gagal, yang paling penting berapa kali kita bangkit dari kegagalan”

(Abraham Lincoln)

“ Kebersamaan merupakan ikatan keluarga yang tak tergoyahkan “

(Solidarity M Forever)


commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur hanya kepada Allah SWT yang Maha Pengasih dan

Maha Penyayang, shalawat serta salam untuk Nabi besar Muhammad SAW yang

telah menjadi suri tauladan bagi umat manusia. Walaupun berbagai rintangan dan

hambatan yang dihadapi selama pembuatannya. Akhirnya atas berkat rahmat dan

karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

Tidaklah mungkin menyelesaikan skripsi ini seorang diri. Dengan segala

keterbatasan dan kemampuan dalam proses pembuatannya, penulis menyadari

bahwa proses pembuatan skripsi ini tidak lepas dari bimbingan, bantuan, arahan

serta dorongan dan doa dari berbagai pihak. Oleh karena itu dengan segala

ketulusan dan kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih kepada: .

1. Bapak Dody Ariawan, ST., MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin

UNS Surakarta.

2. Bapak Tri Istanto, ST., MT, selaku Pembimbing I atas bimbingan dan

ilmu yang bermanfaat hingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

3. Bapak Wibawa Endra Juwana, ST. MT., selaku Pembimbing II yang

telah turut serta memberikan bimbingan yang berharga bagi penulis.

4. Bapak Wibowo, ST., MT, dan bapak Tri Istanto, ST., MT, selaku

Pembimbing Akademis yang telah menggantikan sebagai orang tua

penulis dalam menyelesaikan studi di Universitas Sebelas Maret ini.

5. Bapak Wahyu Purwo Raharjo, ST., MT., selaku koordinator Tugas

Akhir

6. Seluruh Dosen serta Staff di Jurusan Teknik Mesin UNS, yang telah

turut serta mendidik penulis hingga menyelesaikan studi S1.

7. Kedua orang tuaku tercinta (Koesmartanto dan Djudjuk Andarwati) atas

segala kasih sayang, pengorbanan dan jasanya yang tak terkira, yang

telah memberikan dukungan, semangat, doa yang tulus ikhlas dan

kepercayaan kepada penulis untuk mengemban amanah yang mulia ini.

8. Adik - adikku yang sangat aku sayangi (Okky Dwi Cahya K dan Noval

Putranto) terima kasih atas doa dan dukungannya.

9. My love, Dina Permatasari. Thanks for “everything”.


commit to user

ix

10. Rekan Seperjuangan Tomi (Gito), Edy (Ged), Adin (Sinyo) yang telah

bersama sama mengerjakan penelitian ini dalam suka maupun duka,

terima kasih yang tak terkira atas bantuan, semangat, canda tawa dari

kalian semua.

11. Rekan rekan Teknik Mesin semua, khususnya angkatan 2006 terima

kasih atas kebersamaan selama ini.

12. Semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu yang telah

membantu pelaksanaan dan penyusunan laporan Tugas Akhir ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih jauh dari

sempurna, maka kritik dan saran penulis harapkan untuk kesempurnaan skripsi

ini.Ahirnya penulis berharap, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita

semua.

Surakarta,26 November 2010

Penulis


commit to user

x

DAFTAR ISI

Halaman Abstrak ............................................................................................................... vi KATA PENGANTAR ..................................................................................... viii Daftar Isi ............................................................................................................. x Daftar Tabel ....................................................................................................... xii Daftar Gambar ................................................................................................... xiii Daftar Persamaan ............................................................................................... xv Daftar Notasi ..................................................................................................... xvi Daftar Lampiran ............................................................................................... xvii BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah ................................................................. 1 1.2. Perumusan Masalah ....................................................................... 2 1.3. Batasan Masalah ............................................................................ 3 1.4. Tujuan dan Manfaat Penelitian ...................................................... 4 1.5. Sistematika Penulisan ................................................................... 4

BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka ............................................................................ 5 2.2. Dasar Teori .................................................................................... 6

2.2.1. Desalinasi (Desalination) ..................................................... 6 2.2.2. Teknologi desalinasi ............................................................. 6 2.2.3. Pompa kalor ( heat pump ) ................................................. 15 2.2.4. Siklus Kompresi Uap Standar ............................................ 17 2.2.5. Siklus Kompresi Uap Aktual ............................................. 19 2.2.6. Psikrometrik ....................................................................... 21

2.2.6.1. Proses-proses yang terjadi pada udara dalam diagram psikrometrik ............................................ 23 2.2.6.1.1. Pemanasan (heating) ............................. 23 2.2.6.1.2. Pendinginan (cooling) ........................... 23 2.2.6.1.3. Humidifikasi .......................................... 24 2.2.6.1.4. Dehumidifikasi ...................................... 27

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Lokasi Penelitian .......................................................................... 30 3.2. Bahan Penelitian .......................................................................... 30 3.3. Alat Penelitian .............................................................................. 30 3.4. Peralatan Pendukung ..................................................................... 44 3.5. Prosedur Penelitian ...................................................................... 47

3.4.1. Tahap Persiapan ................................................................ 48 3.4.2. Tahap Pengujian ................................................................ 48

3.6. Analisis Data ................................................................................ 49 3.7. Diagram Alir Penelitian ............................................................... 50

BAB IV DATA DAN ANALISIS 4.1. Data Penelitian ............................................................................. 51

4.1.1. Data temperatur dan tekanan pada sistem .......................... 52 4.1.2. Data volume air tawar yang dihasilkan untuk seluruh laju

aliran volumetrik air laut ................................................... 53


commit to user

xi

4.1.3. Proses yang terjadi pada unit desalinasi berbasis pompa kalor menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi ................................................................... 53

4.1.4. Menghitung COP˺ .1挪˺农 ........................................................ 55 4.1.5. Perhitungan volume air tawar yang dihasilkan ................... 57 4.1.6. Perhitungan penambahan massa uap total setelah

melewati humidifier ........................................................... 60 4.2. Analisis Data ................................................................................ 61

4.2.1. Pengaruh laju aliran volumetrik air laut terhadap produksi air tawar yang dihasilkan ................................... 61

4.2.2. Pengaruh laju aliran volumetrik air laut terhadap ư工攻Ɗ攻 . 63 BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan .................................................................................. 65 5.2. Saran ............................................................................................. 65

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 66 LAMPIRAN ........................................................................................................ 67


commit to user

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3.1. Hasil pengujian kadar garam air laut yang digunakan ....................... 30 Tabel 3.2. Spesifikasi pompa Moswell Model 125C .......................................... 38 Tabel 4.1. Hasil pengujian kadar garam air laut sebelum proses desalinasi ...... 52 Tabel 4.2. Hasil pengujian salinitas air tawar setelah proses desalinasi ............. 52 Tabel 4.3. Volume air tawar yang dihasilkan untuk seluruh variasi laju aliran

volumetrik........................................................................................... 53 Tabel 4.4. Data proses humidifikasi dan dehumidifikasi pada menit ke-20

variasi laju aliran volumetrik 100 l/jam ............................................. 54 Tabel 4.5. COPaktual untuk variasi laju aliran volumetrik air laut 100 l/jam ....... 56 Tabel 4.6. COPaktual untuk seluruh variasi laju aliran volumetrik air laut .......... 57 Tabel 4.7. Volume air tawar hasil perhitungan untuk variasi laju aliran

volumetrik 100 l/jam .......................................................................... 59 Tabel 4.8. Volume air tawar hasil perhitungan untuk seluruh laju aliran

volumetri air laut ................................................................................ 59 Tabel 4.9. Penambanhan massa uap total setelah melewati humidifier untuk

seluruh laju aliran volumetrik air laut .............................................. 61 Tabel 4.10. Pengurangan massa uap total setelah melewati dehumidifier untuk

seluruh variasi laju aliran volumetrik air laut ..................................... 61


commit to user

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Multi-stage flash distillation ........................................................... 8 Gambar 2.2. Penyulingan multi-efek ................................................................. 10 Gambar 2.3. Penyulingan dengan tekanan uap .................................................. 11 Gambar 2.4. Desalinasi dengan osmosis balik ................................................... 12 Gambar 2.5. Desalinasi dengan penguapan efek tunggal .................................. 13 Gambar 2.6. Desalinasi dengan humidifikasi dan dehumidifikasi ..................... 13 Gambar 2.7. Sistem desalinasi dengan humidifikasi dan dehumidifikasi

berbasis pompa kalor ....................................................................... 14 Gambar 2.8. Humidifier ...................................................................................... 15 Gambar 2.9. Kemungkinan kombinasi dari sistem RE untuk diaplikasikan ke

sistem desalinasi .............................................................................. 16 Gambar 2.10. Siklus dasar pompa kalor ............................................................ 16 Gambar 2.11. Komponen pompa kalor pada proses pemanasan ....................... 17 Gambar 2.12. Komponen pompa kalor pada proses pendinginan ..................... 17 Gambar 2.13. Siklus kompresi uap standar ........................................................ 18 Gambar 2.14. Siklus kompresi uap aktual dan standar ...................................... 20 Gambar 2.15. Diagram psikrometrik ................................................................. 21 Gambar 2.16. Proses pemanasan udara dalam diagram psikrometrik ............... 23 Gambar 2.17. Proses pendinginan udara dalam diagram psikrometrik .............. 23 Gambar 2.18. Proses humidifikasi ..................................................................... 24 Gambar 2.19. Proses humidifikasi dalam diagram psikrometrik ........................ 24 Gambar 2.20. Proses heating and humidification dalam diagram psikrometrik . 25 Gambar 2.21. Proses cooling and humidification dalam diagram psikrometrik . 25 Gambar 2.22. Proses dehumidifikasi ................................................................. 27 Gambar 2.23. Proses dehumidifikasi dalam diagram psikrometrik .................... 27 Gambar2.24. Proses heating and dehumidification dalam diagram

psikrometrik ................................................................................... 28 Gambar2.25. Proses cooling and dehumidification dalam diagram

psikrometrik ................................................................................... 28 Gambar 3.1. Refrigeran HFC 134-a ................................................................... 30 Gambar 3.2. Skema unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan

menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi ................. 31 Gambar 3.3. Gambar 3D unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan

menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi ................. 32 Gambar 3.4. Unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan

proses humidifikasi dan dehumidifikasi ....................................... 33 Gambar 3.5. Kompresor ...................................................................................... 33 Gambar 3.6. Kondensor ...................................................................................... 34 Gambar 3.7. Receiver ......................................................................................... 34 Gambar 3.8. Katup ekspansi .............................................................................. 35 Gambar 3.9. Evaporator ...................................................................................... 35 Gambar 3.10. Motor listrik 3 HP ....................................................................... 35 Gambar 3.11. Pressure gauge ............................................................................ 36 Gambar 3.12. Humidifier ................................................................................... 36 Gambar 3.13. Dehumidifier ............................................................................... 37


commit to user

xiv

Gambar 3.14. Sprinkler ....................................................................................... 37 Gambar 3.15. Fan aksial .................................................................................... 37 Gambar 3.16. Pompa sentrifugal ......................................................................... 38 Gambar 3.17. Thermokopel tipe T ..................................................................... 38 Gambar 3.18. Pemasangan termokopel tipe T pada pipa ................................... 39 Gambar 3.19. Display Termokopel .................................................................... 39 Gambar 3.20. Flowmeter refrigerant .................................................................. 40 Gambar 3.21. Thermostat ................................................................................... 40 Gambar 3.22. Thermostat kompresor ................................................................ 40 Gambar 3.23. Relay atau kontaktor ................................................................... 41 Gambar 3.24. Thermometer ............................................................................... 41 Gambar 3.25. Power supply swithcing ciruit ..................................................... 41 Gambar 3.26. Timbangan digital ....................................................................... 42 Gambar 3.27. Stopwatch .................................................................................... 42 Gambar 3.28. Gelas ukur ................................................................................... 42 Gambar 3.29. Pemanas air elektrik .................................................................... 43 Gambar 3.30. Bak penampung air laut .............................................................. 43 Gambar 3.31. Bak penampung air tawar (fresh water tank) .............................. 43 Gambar 3.32. Katup bola (ball valve) ................................................................. 44 Gambar 3.33. Rotameter ..................................................................................... 44 Gambar 3.32. Alat Pendukung Dalam Sistem Desalinasi ................................... 45 Gambar 4.1. Data temperatur udara pada menit ke 20 variasi laju aliran

volumetrik air laut 100 l/jam ........................................................ 51 Gambar.4.2. Data temperatu dan tekanan sistem pompa kalor pada menit ke

20 variasi laju aliran volumetrik air laut 100 l/jam ........................ 52 Gambar 4.3. Proses humidifikasi dan dehumidifikasi pada menit ke-20 variasi

laju aliran volumetrik air laut 100 l/jam ....................................... 54 Gambar 4.4. Diagram p-h siklus aktual ............................................................. 55 Gambar 4.5 Grafik akumulasi produksi air tawar terhadap waktu dengan

variasi laju aliran volumetrik air laut ............................................ 62 Gambar 4.6. Grafik penambahan massa uap air total terhadap waktu dengan

variasi laju aliran volumetrik air laut ............................................ 63 Gambar 4.7 Grafik COP HP aktual terhadap waktu dengan variasi laju aliran

volumetrik air laut .............................................................................. 64


commit to user

xv

DAFTAR PERSAMAAN

Halaman Persamaan (2.1) COP ideal Heat Pump ............................................................. 18 Persamaan (2.2) COP aktual Heat Pump ........................................................... 20 Persamaan (2.3) Laju aliran massa refrigeran aktual ......................................... 20 Persamaan (2.4) Kapasitas panas yang dilepas .................................................. 20 Persamaan (2.5) Kenaikan entalpi udara spesifik .............................................. 26 Persamaan (2.6) Kenaikan entalpi udara total ................................................... 26 Persamaan (2.7) Penambahan kadar uap air (moisture content) ........................ 26 Persamaan (2.8) Penambahan massa uap air total (moisture content) ............... 26 Persamaan (2.9) Jumlah kalor yang dilepas selama proses ............................... 26 Persamaan (2.10) laju aliran massa uap air ........................................................ 26 Persamaan (2.11) entalpi spesifik dari uap air .................................................... 26 Persamaan (2.12) Penurunan entalpi udara ........................................................ 29 Persamaan (2.13) Penurunan kadar uap air (moisture content) ......................... 29 Persamaan (2.14) Jumlah kalor yang dilepas udara selama proses .................... 29 Persamaan (2.15) Laju aliran massa udara ......................................................... 29 Persamaan (2.16) Massa air tawar yang dihasilkan selama proses ..................... 29


commit to user

xvi

DAFTAR NOTASI A = luas penampang saluran (m2) COPaktual = koefisien prestasi aktual COPHP = koefisien prestasi ideal ℎF = entalpi spesifik dari uap air (kJ/kg) ℎ囊 = entalpi refrigeran keluar evaporator (kJ/kg) ℎ囊 = entalpi udara masuk humidifier (kJ/kg) ℎ挠 = entalpi udara keluar humidifier (kJ/kg) h2 = entalpi gas refrigeran pada tekanan keluar kompresor (kJ/kg) ℎ挠频 = entalpi refrigeran masuk kondensor (kJ/kg) h3 = entalpi refrigeran pada tekanan keluar kondensor (kJ/kg) ℎ脑 = entalpi udara keluar dehumidifier (kJ/kg) 桂踪频 = laju aliran massa udara (kg/s) 桂踪ƦƼ坪 = laju aliran massa refrigeran (kg/s) 桂F = massa air tawar yang dihasilkan selama proses (kg) 浆 = debit aliran refrigeran (m3/s) Qkond = kalor yang dilepas oleh kondensor (kW) 冠囊能挠 = jumlah kalor yang dilepas selama proses (kW) 冠挠能脑 = jumlah kalor yang dilepas udara selama proses (kW) 惯频 = kecepatan udara (m/s) 国平 = rasio kelembaban udara setelah melewati evaporator (kg/kg) 国泼 = rasio kelembaban udara sebelum melewati evaporator (kg/kg) Wkomp = daya kompresor (kW) 国囊 = rasio kelembaban udara masuk humidifier (kg uap air/kg udara

kering) 国挠 = rasio kelembaban udara keluar humidifier (kg uap air/kg udara kering) 国脑 = rasio kelembaban udara keluar humidifier (kg uap air/kg udara

kering) ΔH = kenaikan entalpi udara total (kJ/kg) Δh = kenaikan entalpi udara spesifik (kJ/kg) Δw = penambahan kadar uap air (kg uap air/kg udara kering) ΔW = penambahan massa uap air total (kg/s) 辉 = densitas refrigeran (kg/m3) 辉 = massa jenis udara (kg/m3) 蛔 = periode (jam/hari)


commit to user

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman LAMPIRAN 1. DATA VARIASI LAJU ALIRAN VOLUMETRIK AIR LAUT 100 L/JAM ............................................................................................. 68

Tabel 1. Data sistem heat pump................................................................. 68 Tabel 2. Perhitungan COP hp aktual ......................................................... 68 Tabel 3. Data pencatatan produksi air aktual dan temperatur udara di

dalam duct ................................................................................... 69 Tabel 4. Volume air tawar hasil perhitungan ............................................ 69 Gambar 1. Proses humidifikasi dan dehumidifikasi yang terjadi pada

variasi laju aliran volumetrik 100 l/jam ...................................... 70 Tabel 5. Penambahan massa uap total ....................................................... 70

LAMPIRAN 2. DATA VARIASI LAJU ALIRAN VOLUMETRIK AIR LAUT 150 L/JAM .............................................................................................. 71

Tabel 6. Data sistem heat pump ................................................................ 71 Tabel 7. Perhitungan COP hp aktual ......................................................... 71 Tabel 8. Data pencatatan produksi air aktual dan temperatur udara di

dalam duct ................................................................................... 72 Tabel 9. Volume air tawar hasil perhitungan ............................................ 72 Gambar 2. Proses humidifikasi dan dehumidifikasi yang terjadi pada

variasi laju aliran volumetrik 150 l/jam ...................................... 73 Tabel 10. Penambahan massa uap total ..................................................... 73


Tabel 11. Data sistem heat pump ............................................................... 74 Tabel 12. Perhitungan COP hp aktual ....................................................... 74 Tabel 13. Data pencatatan produksi air aktual dan temperatur udara di

dalam duct ................................................................................... 75 Tabel 14. Volume air tawar hasil perhitungan .......................................... 75 Gambar 3. Proses humidifikasi dan dehumidifikasi yang terjadi pada



Tabel 16. Data sistem heat pump ............................................................... 77 Tabel 17. Perhitungan COP hp aktual ....................................................... 77 Tabel 18. Data pencatatan produksi air aktual dan temperatur udara di

dalam duct ................................................................................... 78 Tabel 19. Volume air tawar hasil perhitungan .......................................... 78 Gambar 3. Proses humidifikasi dan dehumidifikasi yang terjadi pada



commit to user

vi

Pengaruh Laju Aliran Volumetrik Air Laut Terhadap Unjuk Kerja Unit

Desalinasi Berbasis Pompa Kalor Dengan Menggunakan Proses

Humidifikasi dan Dehumidifikasi

Septian Nugraha

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta, Indonesia E-mail: [email protected]

Abstrak

Unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi merupakan salah satu aplikasi dari sistem pompa kalor, dengan penambahan humidifier, sprinkler dan evaporator (dehumidifier) yang menyatu di dalam suatu duct. Pada unit ini evaporator dari pompa kalor digunakan untuk proses dehumidifikasi yang akan menghasilkan air tawar dari udara yang telah ditambah kelembabannya dalam humidifier dengan semburan air laut melalui sprinkler. Pada penelitian ini menguji pengaruh laju aliran volumetrik air laut terhadap unjuk kerja unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi. Pada penelitian ini laju aliran volumetrik air laut divariasikan sebesar 100 l/jam, 150 l/jam, 200 l/jam, dan 250 l/jam, temperatur air laut dikondisikan pada temperatur konstan sebesar 45oC, dan temperatur lingkungan dijaga konstan. Kompresor dioperasikan pada putaran konstan sebesar 1.200 rpm, temperatur udara dijaga sebesar 28°C, dan air laut dalam sistem ini disirkulasi ulang. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa volume produksi air tawar meningkat seiring dengan peningkatan laju aliran volumetrik air laut yang diumpankan pada unit desalinasi ini.

Kata kunci : desalinasi, pompa kalor, humidifikasi, dehumidifikasi,


commit to user

vii

The Effect of Volumetric Flow Rate of Sea Water on The Performance of

Desalination Unit Based on Heat Pump With Using Humidification and

Dehumidification Processes

Septian Nugraha

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta, Indonesia E-mail: [email protected]

Abstract

Desalination unit based on heat pump by using humidification and dehumidification processes is one of the applications of the heat pump systems, with addition of a humidifier, sprinkler and evaporator (dehumidifier) that integrated in a duct. In this unit, an evaporator of heat pump is used for dehumidification process which produce fresh water from the humidifier with the spray of sea water through the sprinkler. The examined the effect of volumetric flow rate of sea water on the performance of desalination unit based on heat pump operated by using humidification and dehumidification processes. The volumetric flow rate of sea water is varied at 100 l/h, 150 l/h, 200 l/h and 250 l/h, sea water temperature is conditioned at a constant temperature of 45oC, and ambient temperature is maintained at 24 oC . Compressor has operated at a constant rotation of 1,200 RPM, the air temperature is maintained at 28 oC, and sea water in this system is recirculated. The result showed that the volume of fresh water production is increased with increasing the volumetric flow rate of sea water inlet into the system of this desalination unit.

Keywords : desalination, heat pump, humidification, dehumidification.


commit to user

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Laju konsumsi air bersih di dunia meningkat dua kali lipat setiap 20 tahun,

melebihi dua kali laju pertumbuhan manusia. Beberapa pihak memperhitungkan

bahwa pada tahun 2025, permintaan air bersih akan melebihi persediaan hingga

mencapai 56%. Kekurangan air bersih dapat berpengaruh terhadap banyak hal, di

antaranya dapat mengurangi pembangunan ekonomi dan menurunkan standar

hidup manusia. Hal ini menunjukkan bahwa dunia membutuhkan suatu cara untuk

meningkatkan persediaan air bersih. Salah satu sumber yang berpotensi dijadikan

sumber air bersih adalah air laut.

Di sisi lain, perkembangan sains dan teknologi saat ini berkembang

dengan pesat. Salah satu teknologi pemenuhan kebutuhan air tawar adalah dengan

teknologi desalinasi. Desalinasi adalah proses pemisahan yang digunakan untuk

mengurangi kandungan garam terlarut dari air garam hingga level tertentu

sehingga air dapat digunakan. Proses penyulingan air laut menjadi air tawar ini

telah menjadi salah satu alternatif untuk penyediaan air tawar, dikarenakan jumlah

air laut di muka bumi yang melimpah. Desalinasi juga merupakan salah satu

teknologi yang diperlukan untuk pembangkit tenaga (power plant) di tepi laut

untuk memenuhi kebutuhan air tawar umpan (feed water) boiler atau proses lain.

Salah satu contoh perkembangan teknologi desalinasi untuk saat ini adalah dengan

menggunakan sistem refrigerasi.

Teknologi refrigerasi sangat erat hubungannya dengan kehidupan modern,

bukan hanya pada sisi peningkatan kualitas dan kenyamanan hidup, namun juga

menyentuh hal-hal esensial penunjang kehidupan manusia. Aplikasi sistem

refrigerasi saat ini meliputi bidang yang sangat luas, mulai dari keperluan rumah

tangga, pertanian, sampai ke industri gas, petrokimia, perminyakan, dan

sebagainya. Berbagai jenis mesin refrigerasi yang bekerja berdasarkan berbagai

proses dan siklus dapat ditemui dalam kehidupan sehari-hari. Mesin refrigerasi

yang paling banyak digunakan saat ini adalah mesin refrigerasi siklus kompresi

uap. Mesin refrigerasi yang bekerja sebagai pendingin biasanya disebut sebagai


commit to user

2

refrigerator sedangkan pada saat bekerja sebagai pemanas disebut sebagai pompa

kalor (heat pump).

Unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses

humidifikasi dan dehumidifikasi merupakan salah satu aplikasi dari sistem pompa

kalor, dengan penambahan humidifier, sprinkler dan kolektor surya yang menyatu

di dalam suatu duct bersama dengan evaporator (dehumidifier). Pada unit ini

evaporator digunakan untuk proses dehumidifikasi yang akan menghasilkan air

tawar dari udara yang telah ditambah kelembabannya dalam humidifier dengan

semburan air laut yang telah dipanaskan sebelumnya melalui sprinkler. Beberapa

faktor yang mempengaruhi produksi air bersih pada desalinasi dengan

menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi berbasis pompa kalor

adalah laju aliran air laut yang diumpankan, temperatur air laut yang diumpankan,

dan temperatur udara. Pengaruh peningkatan laju aliran volumetrik air laut yang

diumpankan memberikan hasil yang signifikan seiring dengan peningkatan

produktivitas air tawar yang dihasilkan (Yuan Guofeng, 2005; Gao P, 2008).

Perencanaan unit desalinasi yang baik sangat membantu untuk

mengoptimalkan unjuk kerja dari unit desalinasi tersebut. Untuk itu diperlukan

suatu penelitian untuk mempelajari unjuk kerja unit desalinasi tersebut. Penelitian

ini menguji pengaruh laju aliran volumetrik air laut terhadap unjuk kerja unit

desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses humidifikasi dan

dehumidifikasi.

1.2 Perumusan Masalah

Bagaimanakah pengaruh laju aliran volumetrik air laut terhadap unjuk kerja

unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses humidifikasi

dan dehumidifikasi.

1.3 Batasan Masalah

Pada penelitian ini masalah dibatasi sebagai berikut:

1. Refrigeran yang digunakan dalam pengujian ini adalah HFC-134a.

2. Laju aliran volumetrik air laut divariasikan sebesar 100 ltr/jam, 150 ltr/jam,

200 ltr/jam, dan 250 ltr/jam.


commit to user

3

3. Pengujian menggunakan unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan

menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi, yang terdiri dari:

· Motor 3 phase

· Kompresor torak (reciprocating compressor)

· Kondensor

· Receiver

· Katup ekspansi (Thermal Expansion Valve)

· Evaporator

· Humidifier

· Flowmeter/rotameter refrigeran

· Flowmeter/rotameter air laut

· Tangki air laut

· Tangki air bersih

· Pompa sentrifugal

· Sprinkler

· Fan aksial

· Lampu halogen

· Penerus daya motor listrik

· Pemanas air

· Thermocontroler

4. Humidifier yang digunakan terbuat dari aluminium dengan dimensi 37 cm x

30 x 30 cm yang disusun secara sejajar sebanyak 60 buah dengan jarak antar

plat 5 mm dan sudut elevasi 450 tiap gelombangnya.

5. Kondensor yang digunakan berjumlah 2 buah memiliki dimensi 58 cm x 3 cm

x 36 cm.

6. Evaporator yang digunakan berjumlah 2 buah dan disusun secara paralel

7. Humidifier, evaporator dan fan aksial berada di dalam suatu saluran (duct)

8. Dinding ruang pemanas udara dari bahan aluminium yang dicat hitam.

9. Dimensi pemanas udara : panjang 90 cm, lebar 51 cm dan tinggi 51 cm.

10. Parameter yang dibuat konstan adalah putaran kompresor sebesar 1300 rpm,

temperatur air laut sebesar 45 º C.

11. Air laut dalam sistem ini disirkulasi ulang.

12. Penelitian dilakukan pada temperatur kamar.


commit to user

4

1.4 Tujuan dan Manfaat

Penelitian ini bertujuan untuk:

1. Mengetahui pemanfaatan teknologi dari proses desalinasi yang berbasis

pompa kalor dengan menggunakan humidifikasi dan dehumidifikasi.

2. Mengetahui pengaruh laju aliran volumetrik air laut terhadap unjuk kerja unit

desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses humidifikasi

dan dehumidifikasi.

Hasil penelitian yang diperoleh diharapkan dapat memberikan manfaat

sebagai berikut:

1. Mampu memberikan pengetahuan baru tentang proses desalinasi yang

berbasis pompa kalor.

2. Dapat diterapkan dalam kehidupan sehari – hari sebagai alat alternatif untuk

menghasilkan air tawar dari air laut.

3. Mampu mengatasi kekurangan air tawar yang terjadi di beberapa daerah di

dunia khususnya di Indonesia.

1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB I : Pendahuluan, menjelaskan tentang latar belakang masalah, perumusan

masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, serta

sistematika penulisan.

BAB II : Dasar teori, berisi tinjauan pustaka yang berkaitan dengan pengujian

unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses

humidifikasi dan dehumidifikasi , teori desalinasi, teknologi

desalinasi, pompa kalor, dan proses desalinasi dengan humidifier dan

dehumidifier.

BAB III : Metodologi penelitian, menjelaskan peralatan yang digunakan, tempat

dan pelaksanaan penelitian, langkah-langkah percobaan dan

pengambilan data.

BAB IV : Data dan analisa, menjelaskan data hasil pengujian, perhitungan data

hasil pengujian serta analisa hasil dari perhitungan.

BAB V : Penutup, berisi tentang kesimpulan dan saran.


commit to user

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Yuan Guofeng et al (2005) melakukan penelitian tentang sebuah unit

desalinasi yang juga dapat berfungsi sebagai unit pengkondisian udara. Pada

penelitian ini mengggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi serta

memanfaatkan sistem pompa kalor. Dari penelitian didapatkan hasil bahwa

produksi air tawar meningkat seiring dengan meningkatnya laju aliran massa dan

temperatur air laut yang diumpankan, dan volume air laut dalam tangki akan

berpengaruh pada awal proses.

Gao P, dkk (2008) melakukan penelitian mengenai sebuah unit desalinasi

yang digabungkan dengan unit pengkondisian udara. Penelitian ini menggunakan

kerja pompa kalor dengan memanfaatkan panas dari kondensor untuk

memanaskan udara, dan suhu permukaan evaporator yang rendah untuk

menghasilkan air tawar, serta pre-condenser untuk pemanasan awal air laut

sekaligus pendingin udara. Dari penelitian tersebut diperoleh hasil bahwa laju

aliran massa air laut dan suhu air laut memiliki efek yang signifikan terhadap air

tawar yang dihasilkan. Jika laju aliran massa air laut tinggi dan suhunya tinggi

maka jumlah air tawar yang dihasilkan menjadi lebih banyak.

Yamali C. dan Solmus I. (2008) melakukan studi eksperimental mengenai

sistem desalinasi menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi dengan

bantuan kolektor surya (solar collector). Unit ini terdiri dari pemanas udara surya

plat datar dua laluan dengan cover 2 kaca (double-pass flat plate solar air heater

with two glass covers), humidifier, tangki penyimpanan air dan dehumidifying

exchanger. Dari penelitian tersebut diperoleh hasil bahwa peningkatan temperatur

udara yang masuk ke humidifier dapat meningkatkan produksi air tawar dari

sistem tersebut.

Amer E. H et al (2009) meneliti secara eksperimen dan secara teoritis unit

desalinasi menggunakan humidifikasi dan dehumidifikasi. Sistem ini didasarkan

pada siklus terbuka untuk air dan siklus tertutup untuk aliran udara. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa produktivitas dari sistem meningkat seiring

dengan kenaikan temperatur air laut yang masuk ke humidifier.


commit to user

2.2 Dasar Teori

2.2.1 Desalinasi

Desalinasi adalah proses pemisahan yang digunakan untuk mengurangi

kandungan garam terlarut dari air garam hingga level tertentu sehingga air dapat

digunakan. Proses desalinasi melibatkan tiga aliran cairan, yaitu umpan berupa air

garam (misalnya air laut), produk bersalinitas rendah, dan konsentrat bersalinitas

tinggi. Produk proses desalinasi umumnya merupakan air dengan kandungan

garam terlarut kurang dari 500 mg/l, yang dapat digunakan untuk keperluan

domestik, industri, dan pertanian. Hasil sampingan dari proses desalinasi adalah

brine. Brine adalah larutan garam berkonsentrasi tinggi (lebih dari 35.000 mg/l

garam terlarut).

Beberapa teknologi desalinasi air laut telah dikembangkan selama

beberapa dekade terakhir untuk menambah pasokan air tawar di daerah kering di

dunia. Karena kendala biaya pada proses desalinasi yang tinggi, banyak negara

tidak mampu membeli teknologi tersebut sebagai sumber air tawar. Namun,

peningkatan penggunaan teknologi desalinasi air laut telah menunjukkan bahwa

desalinasi air laut adalah sumber air yang layak dan bebas dari variasi curah

hujan.

2.2.2 Teknologi desalinasi

Hingga saat ini telah dikembangkan berbagai macam teknologi desalinasi

yang berbasis pada distilasi termal (thermal distillation), pemisahan dengan

menggunakan osmosis balik (reverse osmosis), pembekuan (freezing),

elektrodialisis (electrodyalisis), dan lain-lain. Saat ini teknologi yang banyak

digunakan pada proses desalinasi adalah desalinasi yang berbasis pada multi stage

flash (MSF), dan reverse osmosis (RO). Pada tahun 1999 sekitar 78% air tawar

hasil proses desalinasi dihasilkan melalui desalinasi menggunakan multi stage

flash, 10% dihasilkan melalui reverse osmosis. Namun saat ini desalinasi

menggunakan reverse osmosis mulai mengalami peningkatan dalam

penggunaannya. Ini karena desalinasi menggunakan reverse osmosis memerlukan

biaya yang lebih rendah dan menggunakan teknologi yang lebih sederhana.

Beberapa teknologi desalinasi yang telah dikembangkan saat ini adalah:


commit to user

a. Multi-stage flash distillation:

Proses desalinasi menggunakan multi stage flash (MSF) berdasarkan pada

prinsip penguapan cepat (flash evaporation). Pada proses desalinasi menggunakan

MSF, air laut diuapkan dengan cara menurunkan tekanan dan di sisi lain

menaikkan temperatur dari air laut tersebut. Sistem ini terdiri dari beberapa ruang

(flash chamber) yang disebut tingkat (stage), penukar kalor (heat exchanger) yang

berfungsi sebagai pemanas awal air laut dan juga berfungsi untuk mengembunkan

uap air laut, pemanas (heater) yang berfungsi untuk memanaskan air laut setelah

melewati penukar kalor. Air laut yang bertemperatur rendah dipompakan

melewati penukar kalor untuk mendapatkan pemanasan awal. Setelah melewati

penukar kalor, air laut yang telah mengalami pemanasan awal tadi lalu menuju

pemanas untuk mendapatkan panas lanjut agar mencapai temperatur kerja yang

diinginkan (90 – 120)°C. Orifices dan baffles yang dipasang diantara tingkat

berguna untuk menurunkan tekanan sehingga air laut tetap dapat mencapai titik

didihnya pada tingkat berikutnya.

Gambar 2.1. Multi-stage flash distillation

Uap air kemudian mengalami pendinginan dan pengembunan oleh

penukar kalor yang didalamnya dilewati air laut yang bersuhu rendah. Air laut

yang belum menguap kemudian diteruskan menuju tingkat berikutnya diikuti

dengan penurunan tekanan sehingga air laut tersebut dapat kembali mendidih

tanpa mengalami pemanasan kembali. Dan proses ini terus berulang hingga

tingkat yang terakhir. Energi yang digunakan untuk memanaskan air laut pada

sistem ini adalah uap panas yang berasal dari sebuah pembangkit daya.


commit to user

b. Multiple-effect distillation

Penyulingan multi-efek (MED) adalah metode desalinasi tertua dan sangat

efisien secara termodinamika. Pada proses ini air laut yang diumpankan dapat

menguap beberapa kali tanpa ada penambahan panas lagi setelah efek pertama.

Air laut memasuki efek pertama dan menguap sebagai akibat dari kenaikan suhu

yang mencapai titik didihnya. Kenaikan suhu ini terjadi setelah air laut mengalami

kontak dengan uap panas yang ada dalam pipa penukar kalor pada efek pertama.

Uap panas ini akan disalurkan ke dalam pipa-pipa uap. Pipa uap panas ini

selanjutnya akan menuju ke bagian bawah dan akan mengalami kontak kembali

dengan air laut sisa dari efek pertama yang akan menguapkan kembali air laut

tersebut. Uap ini akan masuk ke dalam pipa penyalur panas menyatu dengan uap

panas hasil efek pertama. Begitu seterusnya sampai air laut telah dingin sehingga

tidak menguap kembali dan akan digunakan untuk mengkondensasikan uap air

yang ada pada pipa uap tadi. Hasil kondensasi uap air inilah yang akan menjadi

produk (air tawar) dalam sistem ini.

Gambar 2.2. Penyulingan multi-efek

Beberapa unit MED yang telah dibuat, beroperasi dengan suhu air laut

dalam efek pertama sekitar 70°C, hal ini dapat mengurangi pembentukan kerak

dari air laut, tetapi dibutuhkan daerah transfer panas tambahan dalam bentuk

tabung. Konsumsi daya dari unit MED lebih rendah dari unit MSF, dan rasio kerja

MED lebih tinggi dari MSF. Oleh karena itu MED lebih efisien daripada MSF

dari segi termodinamika dan perpindahan panas.


commit to user

c. Penyulingan dengan tekanan uap (vapor compression distillation)

Dalam proses VCD, panas untuk menguapkan air laut berasal dari

kompresi uap. Pemanas air elektrik digunakan untuk pemanasan awal pada ruang

penguapan (boiling chamber). Uap air hasil pemanasan akan dikompresi dalam

kompresor sehingga temperatur uap air tersebut naik. Uap bertekanan ini

disalurkan melalui pipa penukar panas yang melalui tangki air laut dalam ruang

penguapan dan tangki air laut yang akan digunakan sebagai umpan untuk ruang

penguapan. Air laut dalam ruang penguapan akan menyerap kalor laten uap air

dari dalam pipa melalui permukaan pipa sehingga air laut dalam ruang penguapan

akan terus menguap. Akibat pelepasan kalor laten tersebut uap air dalam pipa

penukar kalor akan mulai mengembun dan akan diembunkan lebih lanjut ketika

pipa penukar kalor ini melewati tangki air laut yang akan digunakan sebagai

umpan untuk ruang penguapan sehingga terbentuk air tawar.

Gambar 2.3. Penyulingan dengan tekanan uap

VCD dengan temperatur rendah cukup sederhana, handal, dan efisien

karena hanya membutuhkan daya kompresor. Kompresor berkapasitas tinggi

memungkinkan operasi pada temperatur rendah di bawah 70°C, sehingga

mengurangi potensi pembentukan kerak dan korosi. Proses VCD umumnya

digunakan untuk unit desalinasi skala kecil. VCD biasanya dibangun sampai

dengan kisaran 3.000 m3/hari. VCD sering digunakan untuk resort, industri, dan

lokasi pengeboran di mana air tawar tidak tersedia.


commit to user

d. Penguapan efek tunggal (Single effect evaporation)

Unit desalinasi dengan penguapan efek tunggal terdiri dari beberapa

komponen utama yaitu evaporator, kondensor, sprinkler, evaporator, ruang

penguapan dan pipa-pipa penyalur air. Air laut masuk ke dalam kondensor lalu

dialirkan melalui pipa dan disemburkan ke ruang penguapan melalui sprinkler. Di

dalam ruang penguapan air laut akan kontak langsung dengan evaporator sehingga

air laut akan menguap. Uap air akan dialirkan melalui pipa menuju kondensor

sehingga uap air akan mengembun menjadi air tawar. Pada proses pengembunan

saat melewati kondensor, uap air melepaskan kalor laten yang akan digunakan

sebagai pemanas awal dari air laut umpan yang berada di dalam pipa-pipa

kondensor. Sisa air laut dalam ruang penguapan akan dikeluarkan dari sistem

melalui brine rejector.

Gambar 2.4. Desalinasi dengan penguapan efek tunggal

Sistem ini jarang digunakan dalam dunia industri karena jumlah dari air tawar

yang dihasilkan tidak sebanding dengan jumlah uap yang digunakan untuk

mengoperasikan sistem.


commit to user

e. Osmosis balik (Reverse Osmosis)

Proses osmosis balik dilakukan dengan cara pemberian tekanan eksternal

yang lebih tinggi dari tekanan osmosis air laut ke air laut sebelum melewati suatu

membran semipermeabel sehingga aliran dapat dibalik. Molekul air dari air laut

akan mengalir melewati membran dan meninggalkan larutan dengan konsentrasi

garam yang masih tinggi di belakang membran. Energi utama yang diperlukan

dalam proses ini adalah tekanan eksternal yang akan diberikan kepada air laut.

Sebuah unit desalinasi dengan sistem osmosis balik umumnya terdiri dari empat

komponen utama yaitu komponen untuk perlakuan awal air umpan (feed water

pre-treatment), pompa bertekanan tinggi, membran pemisahan, dan perlakuan

akhir air hasil pemisahan.

Gambar 2.5. Desalinasi dengan osmosis balik

Perlakuan awal diperlukan untuk menghilangkan zat-zat yang tidak

diinginkan dalam air laut yang dapat menjadi pengotor membran. Perlakuan awal

air laut meliputi klorinasi, koagulasi, penambahan asam, multi-media filtrasi dan

deklorinasinya. Jenis perlakuan awal yang digunakan sebagian besar tergantung

pada karakteristik air umpan, jenis dan konfigurasi membran dan kualitas air

tawar yang dihasilkan. Membran yang digunakan harus mampu menahan tekanan

dari air laut yang melewatinya. Umumnya sejumlah kecil garam masih bisa

melewati membran dan bercampur dengan air tawar hasil produksi. Dua jenis

konfigurasi membran yang paling sukses secara komersial adalah spiral wound

dan serat halus berongga atau hollow fine fiber (HFF). HFF terbuat dari selulosa

triasetat dan poliamida.


commit to user

f. Humidifikasi dan dehumidifikasi (HD)

Proses HD didasarkan pada fakta bahwa uap air dapat bercampur dengan

udara akibat adanya perbedaan konsentrasi. Jumlah uap air yang dapat dibawa

oleh udara semakin meningkat seiring dengan meningkatnya temperatur udara. 1

kg udara kering dapat membawa 0,5 kg uap air ketika temperaturnya meningkat

dari 30 °C sampai 80 °C.

Gambar 2.6. Desalinasi dengan humidifikasi dan dehumidifikasi

Pada sistem ini air laut umpan dialirkan menuju kondensor untuk

pemanasan awal. Setelah itu air laut kembali dipanaskan oleh suatu elemen

pemanas sebelum disemburkan dalam ruang humidifikasi. Di dalam ruang

humidifikasi uap air mengalami kontak langsung dengan udara kering sehingga

terjadi perpindahan massa. Udara kering yang telah bercampur dengan uap (udara

basah /humid air) ini akan dikondensasikan oleh kondensor. Saat terkondensasi

kalor laten dilepaskan oleh udara basah ke permukaan kondensor. Kalor laten

inilah yang digunakan untuk pemanasan awal air laut umpan dalam kondensor.

Sistem ini sangat cocok diaplikasikan ketika kebutuhan air tawar terpusat

pada satu daerah. Beberapa keuntungan dari sistem ini antara lain fleksibilitasnya

dalam kapasitas air tawar yang dibutuhkan, instalasinya yang mudah dan

sederhana serta dapat dikombinasikan dengan energi panas tingkat rendah (low

grade thermal energy) seperti energi surya dan geothermal. Dalam


commit to user

perkembangannya desalinasi dengan humidifikasi dan dehumidifikasi

dikombinasikan dengan siklus kompresi uap pada pompa kalor.

Gambar 2.7. Sistem desalinasi dengan humidifikasi dan dehumidifikasi

berbasis pompa kalor.

Gambar 2.8. Humidifier

Sistem desalinasi dengan humidifikasi dan dehumidifikasi berbasis pompa

kalor ditunjukkan gambar 2.7. Sistem ini terdiri dari 3 bagian utama yaitu kolektor

surya, unit humidifikasi dan dehumidifikasi, dan unit pompa kalor. Dalam sistem

ini, udara dipanaskan melalui kolektor surya kemudian dilembabkan di humidifier


commit to user

dengan dorongan blower. Udara lembab ini didinginkan ketika melewati pre-

condenser dan evaporatif kondensor, sehingga udara mengembun menjadi air

tawar. Air laut bertemperatur rendah masuk ke dalam pre-condenser untuk

pendinginan awal udara lembab sekaligus pemanasan awal air laut, setelah itu

disemburkan melalui sprinkler ke humidifier untuk menambah kelembaban udara

kering dari kolektor surya. Pada malam hari atau kondisi cahaya matahari tidak

memadahi sistem ini dapat diatur agar udara panas dari kondensor pompa kalor

langsung mengalir ke humidifier tanpa melalui kolektor surya. Beberapa

kelebihan dari sistem ini antara lain biaya pemeliharaan dan operasinya relatif

kecil dan sistem ini dapat dibuat sesuai dengan kebutuhan air tawar yang ingin

dihasilkan.

Selain beberapa teknologi di atas, ada beberapa teknologi desalinasi yang

memanfaatkan energi terbarukan (renewable energy/RE) sebagai sumber tenaga

dalam proses desalinasi. Energi terbarukan dan desalinasi adalah dua teknologi

yang berbeda, yang dapat dikombinasikan dalam berbagai cara. Energi terbarukan

hasil dari sistem RE dapat diaplikasikan dalam sistem desalinasi. Energi yang

dihasilkan memiliki bentuk yang berbeda-beda seperti energi panas, listrik atau

daya poros. Gambar 2.9 menunjukkan kemungkinan kombinasi dari sistem RE

untuk diaplikasikan ke sistem desalinasi.

Gambar 2.9. Kemungkinan kombinasi dari sistem RE untuk diaplikasikan ke sistem

Desalinasi.


commit to user

2.2.3. Pompa kalor ( heat pump )

Pompa kalor adalah mesin yang memindahkan panas dari satu lokasi (atau

sumber) ke lokasi lainnya menggunakan kerja mekanis. Pompa kalor bisa

disamakan dengan mesin kalor yang beroperasi dengan cara terbalik. Mesin kalor

membuat energi mengalir dari lokasi yang lebih panas ke lokasi yang lebih dingin,

menghasilkan fraksi dari proses tersebut sebagai kerja. Kebalikannya, pompa

kalor membutuhkan kerja untuk memindahkan energi termal dari lokasi yang

lebih dingin ke lokasi yang lebih panas.

Gambar 2.10. Siklus dasar pompa kalor

Pompa kalor memindahkan panas melalui suatu zat yang bersirkulasi yang

disebut dengan refrigeran, yang melewati sebuah siklus penguapan (evaporation)

dan pengembunan (condensation). Sebuah kompresor yang memompa refrigeran

berada diantara dua koil penukar kalor yaitu kondensor dan evaporator. Pada

evaporator, refrigeran diuapkan pada tekanan rendah dan menyerap panas dari

lingkungan. Refrigeran kemudian dikompresikan mengalir menuju kondensor,

dimana refrigeran akan diembunkan pada tekanan tinggi. Pada umumnya pompa

kalor bekerja berdasarkan siklus kompresi uap yang terdiri dari : evaporator,

kompresor, kondensor, dan katup ekspansi.


commit to user

Gambar 2.11. Komponen pompa kalor pada proses pemanasan

Gambar 2.12. Komponen pompa kalor pada proses pendinginan


commit to user

2.2.4. Siklus Kompresi Uap Standar

Pada siklus kompresi uap standar ini, refrigeran mengalami empat proses

ideal, sesuai dengan gambar 2.13 di bawah ini :

Gambar 2.13. Siklus kompresi uap standar (a) Diagram alir proses, (b) Diagram temperatur-entropi

(Training Manual, 2004)

· Proses 1-2: refrigeran meninggalkan evaporator dalam wujud uap jenuh

dengan temperatur dan tekanan rendah, kemudian oleh kompresor uap

tersebut dinaikkan tekanannya menjadi uap dengan tekanan yang lebih tinggi

(tekanan kondensor). Kompresi ini diperlukan untuk menaikkan temperatur

refrigeran, sehingga temperatur refrigeran di dalam kondensor lebih tinggi

daripada temperatur lingkungannya. Dengan demikian perpindahan panas

dapat terjadi dari refrigeran ke lingkungan. Proses kompresi ini berlangsung

secara isentropik (adiabatik dan reversibel).

· Proses 2-3: setelah mengalami proses kompresi, refrigeran berada dalam fasa

panas lanjut dengan tekanan dan temperatur tinggi. Untuk mengubah

wujudnya menjadi cair, kalor harus dilepaskan ke lingkungan. Hal ini

dilakukan pada penukar kalor yang disebut kondensor. Refrigeran mengalir

melalui kondensor dan pada sisi lain dialirkan fluida pendingin (udara atau

air) dengan temperatur lebih rendah daripada temperatur refrigeran. Oleh

karena itu kalor akan berpindah dari refrigeran ke fluida pendingin dan

sebagai akibatnya refrigeran mengalami penurunan temperatur dari kondisi

KATUP EKSPANSI

3

2

s 1

2

1 4

4

3

KOMPRESOR

EVAPORATOR

KONDENSOR

T

Qin

Qout

(a) (b)


commit to user

uap panas lanjut menuju kondisi uap jenuh, selanjutnya mengembun menjadi

wujud cair jenuh. Proses ini berlangsung secara reversibel pada tekanan

konstan.

· Proses 3-4: refrigeran, dalam wujud cair jenuh (tingkat keadaan 3, gambar

13), mengalir melalui alat ekspansi. Refrigeran mengalami ekspansi pada

entalpi konstan dan berlangsung secara tak-reversibel. Selanjutnya refrigeran

keluar dari katup ekspansi berwujud campuran uap-cair pada tekanan dan

temperatur sama dengan tekanan serta temperatur evaporator.

· Proses 4-1: refrigeran, dalam fasa campuran uap-cair, mengalir melalui

sebuah penukar kalor yang disebut evaporator. Pada tekanan evaporator, titik

didih refrigeran haruslah lebih rendah daripada temperatur lingkungan (media

kerja atau media yang didinginkan), sehingga dapat terjadi perpindahan panas

dari media kerja ke dalam refrigeran. Kemudian refrigeran yang masih

berwujud cair menguap di dalam evaporator dan selanjutnya refrigeran

meninggalkan evaporator dalam fasa uap jenuh. Proses penguapan tersebut

berlangsung secara reversibel pada tekanan konstan.

Berikut ini adalah persamaan yang digunakan untuk menghitung unjuk

kerja sistem pompa kalor standar :

COPHP = ZʙǴmDEmSǴŌ^ʙǴƅƼ = ƅ踪ŌEP.(浇弥能浇米)ƅ踪ŌEP.(浇弥能浇谜) (2.1)

dimana:

Qkondensor = kalor yang dilepas oleh kondensor (kW)

Wkomp = daya kompresor (kW)

= laju aliran massa refrigeran (kg/s)

ℎʛ = entalpi gas refrigeran pada tekanan evaporator (kJ/kg)

ℎ5 = entalpi gas refrigeran pada tekanan kondensor (kJ/kg) 浇米 = entalpi cairan refrigeran pada tekanan kondensor (kJ/kg)

refm&


commit to user

2.2.5. Siklus Kompresi Uap Aktual

Pada kenyataannya siklus kompresi uap mengalami penyimpangan dari

kompresi uap standar, sebagaimana yang ditunjukkan pada gambar 2.14.

Perbedaan penting siklus kompresi uap aktual dari siklus standar, adalah:

a. Terjadi penurunan tekanan di sepanjang pipa kondensor dan evaporator.

b. Adanya proses pembawah dingin (sub-cooling) cairan yang meninggalkan

kondensor sebelum memasuki alat ekspansi.

c. Pemanasan lanjut uap yang meninggalkan evaporator sebelum memasuki

kompresor.

d. Terjadi kenaikan entropi pada saat proses kompresi (kompresi tak

isentropik)

e. Proses ekspansi berlangsung non-adiabatik.

Walaupun siklus aktual tidak sama dengan siklus standar, tetapi proses

ideal dalam siklus standar sangat bermanfaat dan diperlukan untuk mempermudah

analisis siklus secara teoritik.

Gambar 2.14. Siklus kompresi uap aktual dan standar

(Training Manual, 2004)

3’ 3’

4

3 2

Panas lanjut

Penurunan tekanan

Penurunan tekanan

bawah dingin

h

1

P

Siklus aktual

Siklus standar

4’

2’

1’


commit to user

Berikut ini adalah persamaan yang digunakan untuk menghitung unjuk kerja

sistem pompa kalor aktual :

· COP aktual

COPHP = ZʙǴmD^ʙǴƅƼ = ƅ踪ŌEP.(浇弥蕉能浇米)ƅ踪ŌEP.(浇弥蕉能浇谜) (2.2)

dimana: ℎʛ = entalpi refrigeran keluar evaporator (kJ/kg) ℎ5 = entalpi refrigeran masuk kondensor (kJ/kg) 浇米 = entalpi refrigeran keluar kondensor (kJ/kg)

· Laju aliran massa aktual ƅ踪ŌEP = 晋.Z (kg/s) (2.3)

dimana: 辉 = densitas refrigeran (kg/m3)

Z = debit aliran refrigeran (m3/s)

· Kapasitas panas yang dilepas (冠瓶ō坡聘 ) 冠瓶ō坡聘= 桂踪破s). (ℎ5 − ℎ脑) (kW) (2.4)

dimana: 桂踪破s)= laju aliran massa refrigeran (kg/s)

h2a = entalpi refrigeran masuk kondensor (kJ/kg)

h3 = entalpi refrigeran keluar kondensor (kJ/kg)


commit to user

2.2.6. Proses Humidifikasi dan Dehumidifikasi

2.2.6.1.Humidifikasi

Humidifikasi adalah proses perpindahan / penguapan cairan ke dalam

campuran (gas) dan uap cairan karena adanya kontak antara cairan yang

temperaturnya lebih tinggi dengan campurannya. Proses ini bisa terjadi dengan

syarat gas tidak melarut dalam cairan.

Gambar 2.15. Proses humidifikasi

Pada proses humidifikasi akan terjadi :

· Kenaikan entalpi udara spesifik :

Δh = �5 石�ʛ (kJ/Kg) (2.5)

· Kenaikan entalpi udara total :

ΔH = 桂踪纵�5 石�ʛ邹 (kW) (2.6)

· Penambahan kadar uap air (moisture content) :

Δw = n5 石nʛ (kg uap air/kg udara kering) (2.7)

· Penambahan kadar uap total (moisture content) :

ΔW = 桂踪纵n5 石nʛ邹 (kg/s) (2.8)

· Jumlah kalor yang dilepas selama proses : 冠ʛ能5 实桂踪 ∆�十桂踪b�b (kW) (2.9) 桂踪b = ΔW (kg/s) (2.10) �b = 萍潜能萍前b潜能b前 (kJ/kg) (2.11)

dimana:

Δh = kenaikan entalpi udara spesifik (kJ/kg) �5 = entalpi udara keluar humidifier (kJ/kg)


commit to user

�ʛ = entalpi udara masuk humidifier (kJ/kg)

ΔH = kenaikan entalpi udara total (kJ/kg) 桂踪 = laju aliran massa udara (kg/s)

Δw = penambahan kadar uap air (kg uap air/kg udara kering) n5 = rasio kelembaban udara keluar humidifier (kg uap air/kg udara kering) nʛ = rasio kelembaban udara masuk humidifier (kg uap air/kg udara kering)

ΔW = penambahan kadar uap total (kg/s) 冠ʛ能5 = jumlah kalor yang dilepas selama proses (kW) 桂踪b = laju aliran massa uap air (kg/s) �b = entalpi spesifik dari uap air (kJ/kg)

Gambar 2.16. Diagram psikrometrik pada proses humidifikasi


commit to user

2.2.6.2.Dehumidifikasi

Dehumidifikasi adalah proses perpindahan / pengembunan uap cairan dari

campuran (uap air dan gas) karena proses pendinginan maupun kontak antara

cairan (yang temperaturnya lebih rendah) dengan campurannya.

Gambar 2.17. Proses dehumidifikasi

Pada proses dehumidifikasi akan terjadi beberapa proses sebagai berikut :

· Penurunan entalpi udara :

Δh = �脑石�5 (kJ/Kg) (2.12)

· Penurunan kadar uap air (moisture content) :

Δw = n脑石n5 (kg uap air/kg udara kering) (2.13)

· Jumlah kalor yang dilepas udara selama proses :

冠5能脑实桂踪 ∆�十桂踪b�b (kW) (2.14)

Dengan �b 史�魄 :.b :s破 pada temperatur yang bersangkutan, sedangkan laju

aliran massa udara (桂踪邹 dapat dihitung dengan persamaan: 桂踪实辉惯故 (kg/s) (2.15)

Massa jenis udara dihitung pada tekanan dan temperatur setempat, 辉实1,2诅毗前ʛ难ʛ脑5闹阻5内脑5呢脑嫩: (kg/桂脑邹 (2.16)

dimana : �脑 = entalpi udara keluar dehumidifier (kJ/kg) �5 = temperatur udara masuk humidifier (kJ/kg)


commit to user

n脑 = rasio kelembaban udara keluar humidifier (kg uap air/kg udara kering) n5 = rasio kelembaban udara masuk humidifier (kg uap air/kg udara kering) 冠5能脑 = jumlah kalor yang dilepas udara selama proses (kW) 辉 = massa jenis udara (kg/m3) 惯 = kecepatan udara (m/s)

A = luas penampang saluran (m2) ®ʛ = tekanan statik absolut di dalam saluran (N/ 桂5邹 tekanan ini selalu lebih kecil dari tekanan udara di luar saluran

t = temperatur udara di luar saluran º C

Gambar 2.18. Diagram psikrometrik pada proses dehumidifikasi

· Laju air yang dihasilkan selama proses 桂踪b 实董桂踪泣难 ( n平- nō) dt (2.17)

dimana: 桂踪b= laju air yang dihasilkan selama proses (kg/jam) 桂踪 = laju aliran massa udara (kg/s) nō= rasio kelembaban udara sebelum melewati evaporator (kg/kg) n平 = rasio kelembaban udara setelah melewati evaporator (kg/kg)

t = periode (jam/hari)


commit to user

2.2.7. Psikrometrik

Psikrometrik adalah studi tentang sifat - sifat campuran udara dan uap air

yang mempunyai arti penting dalam dunia pengkondisian udara, karena udara

atmosfir tidak kering sempurna tetapi merupakan campuran antara udara dan uap

air.

Gambar 2.19. Diagram psikrometrik

Istilah-istilah dalam diagram psikrometrik :

· Temperatur Bola Kering (Dry Bulb Temperature)

Temperatur tersebut dapat dibaca pada termometer dengan sensor kering dan

terbuka. Namun penunjukkannya tidaklah tepat karena adanya pengaruh radiasi

panas, kecuali jika sensornya memperoleh ventilasi yang cukup baik.

· Temperatur Bola Basah (Wet Bulb Temperature)

Wet Bulb Temperature adalah temperatur yang ditunjukkan oleh termometer

yang ”Bulb” nya dibungkus kain atau kapas basah yang digunakan untuk

menghilangkan radiasi panas dan adanya aliran udara yang melaluinya

sekurang-kurangnya 5 m/s.

· Temperatur Titik Embun (Dew Point Temperature)


commit to user

Temperatur dimana uap air mulai mengembun ketika campuran udara-air

didinginkan, untuk mengkondensasi uap air maka campuran uap air dan udara

harus didinginkan dahulu mencapai titik embun (dew point).

· Kelembaban Relatif (Relative Humidity)

Rasio antara tekanan parsial aktual uap air yang ada dalam udara terhadap

tekanan parsial jenuh uap air pada temperatur bola kering tertentu

· Rasio Kelembaban (Humidity Ratio)

Didefinisikan sebagai massa air yang terkandung dalam setiap kg udara kering,

atau dapat juga disebut dengan specific humidity.

· Entalpi

Didefinisikan sebagai energi kalor yang dimiliki oleh suatu zat pada temperatur

tertentu dengan perbandingan kelembaban x, pada temperatur tº C,

didefinisikan sebagai sejumlah energi kalor yang diperlukan untuk

memanaskan 1 kg udara kering dan x kg air ( dalam fasa cair) dari 0º C sampai

tº C dan menguapkannya menjadi uap air ( fasa gas).

· Volume Spesifik

Volume campuran udara dan uap air, biasanya dalam satuan meter kubik udara

kering atau campuran per kilogram udara kering.


commit to user

BAB III

Metodologi Penelitian

3.1 Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Perpindahan Panas dan

Termodinamika, Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret.

3.2 Bahan Penelitian

1. Refrigeran yang digunakan dalam penelitian ini adalah Refrigeran HFC

134-a (Klea).

Gambar 3.1. Refrigeran HFC 134-a

2. Air laut

Tabel 3.1. Hasil pengujian kadar garam air laut yang digunakan

No Parameter Satuan Hasil Analisis Ketidakpastian Metode

1 Kadar NaCl ppm 31342 0,0007 SNI 06-6989. 19-

2004

3.3 Alat Penelitian

Sistem desalinasi air laut berbasis pompa kalor terdiri atas:

· Kompresor torak 2 silinder (reciprocating compressor).

· Evaporator.

· Kondensor.

· Katup ekspansi (Thermal Expansion Valve).

· Receiver dryer.


commit to user

· Pressure gauge (suction maupun discharge).

· Motor listrik 3 phase, 3 HP.

· Tangki penampungan air laut.

· Rotameter air laut

· Rotameter refrigerant

· Pompa sentrifugal

· Relay atau contactor

· Termokopel

· Power supply switching

· Fan aksial

· Humidifier

· Sprinkler

Gambar 3.2. Skema unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses

humidifikasi dan dehumidifikasi


commit to user

Keterangan gambar:

1. Ruang pemanas udara 11. Fan aksial

2. Fan aksial 12. Bak penampung air laut

3. Humidifier 13. Sprinkler

4. Evaporator 14. Bak penampung air tawar

5. Evaporator 15. Bak penampung air tawar

6. Kompresor

7. Kondensor

8. Katup ekspansi

9. Fan aksial

10. Pompa sentrifugal

Gambar 3.3. Skema unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses

humidifikasi dan dehumidifikasi


commit to user

Gambar 3.4. Unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi

Spesifikasi komponen

a. Pompa Kalor

· Kompresor

Kompresor berfungsi mengalirkan uap panas lanjut refrigeran serta

menaikkan tekanan refrigeran dari tekanan evaporasi ke tekanan kondensasi.

Kompresor yang dipakai dalam penelitian ini adalah merk Nippon Denso tipe

torak 2 silinder.

Gambar 3.5. Kompresor


commit to user

· Kondensor

Kondensor digunakan untuk mendinginkan dan menyerap panas dari gas

refrigeran yang telah ditekan oleh kompresor hingga bertemperatur dan

bertekanan tinggi, sehingga mengubah gas menjadi cair kembali. Kondensor pada

penelitian ini adalah kondensor AC mobil dengan dimensi panjang 58 cm, lebar

36 cm dan tebal 1,5 cm.

Gambar 3.6. Kondensor

· Receiver

Receiver adalah komponen yang digunakan untuk menyimpan atau

menampung sementara cairan refrigeran untuk kemudian mensuplainya sesuai

dengan beban pendinginan. Dryer dan filter di dalam receiver akan menyerap air

dan kotoran yang ada di dalam refrigeran.

Gambar 3.7. Receiver


commit to user

· Katup ekspansi

Katup ekspansi ini akan mengatur jumlah aliran refrigeran yang diuapkan di

evaporator dan memastikan bahwa refrigeran dalam bentuk superheated yang

keluar evaporator.

Gambar 3.8. Katup ekspansi

· Evaporator

Fungsi dari sebuah evaporator adalah untuk menyediakan sebuah luasan

permukaan yang besar untuk mengijinkan udara hangat mengalir melaluinya

melepaskan energi panasnya ke refrigeran yang berada di dalam evaporator dan

mendinginkan udara. Evaporator yang digunakan pada penelitian ini adalah tipe

window 2 PK berjumlah 2 buah yang di pasang secara paralel.

Gambar 3.9. Evaporator

· Motor listrik 3 HP

Motor listrik 3 HP ini digunakan untuk menggerakkan kompresor.

Gambar 3.11. Motor listrik 3 HP


commit to user

· Pressure gauge

Pressure gauge ini untuk mengetahui tekanan pada kompresor, kondensor,

dan evaporator.

Gambar 3.12. Pressure gauge

b. Alat humidifikasi dan dehumidifikasi

· Humidifier

Humidifier berfungsi sebagai tempat terjadinya proses humidifikasi antara

air laut dengan udara. Humidifier yang digunakan terbuat dari aluminium dengan

dimensi panjang 30 cm, lebar 37 cm, tinggi 35 cm yang disusun secara sejajar

sebanyak 72 buah dengan jarak antar plat 5 mm dan sudut elevasi 450 tiap

gelombangnya.

Gambar 3.13. Humidifier

· Dehumidifier

Dehumidifier berfungsi sebagai tempat terjadinya proses pengembunan.

Dehumidifier pada penelitian ini adalah evaporator pada pompa kalor yang

berjumlah 2 buah yang dipasang paralel.


commit to user

Gambar 3.14. Dehumidifier

· Sprinkler

Sprinkler ini digunakan untuk menyemburkan air laut berbentuk kabut di

atas humidifier sehingga luas permukaan kontak antara air laut dan udara panas

menjadi lebih besar. Sprinkler pada penelitian ini berjumlah 4 buah yang dipasang

di atas humidifier, disusun membentuk persegi dengan jarak antar sprinkler 16,5

cm.

Gambar 3.15. Sprinkler

· Fan aksial

Fan ini digunakan untuk mengalirkan udara dalam unit desalinasi. Pada

penelitian ini digunakan fan tipe aksial.

Gambar 3.16. Fan aksial


commit to user

c. Pompa sentrifugal

Pompa sentrifugal digunakan untuk memompa air laut dari bak penampung

air laut menuju ke sprinkler melalui selang penghubung. Pompa ini sekaligus

memberikan tekanan penyemprotan dari sprinkler. Pompa yang digunakan

berjumlah 2 buah yang disusun secara seri.

Gambar 3.17. Pompa sentrifugal

Tabel 3.2. Spesifikasi pompa Moswell Model 125C

Voltase / Frekuensi 220V / 50Hz

Output 100W

Total Head 31 m

Max. Capacity 34 L/m

Max. Suction Head 9 m

Size 1” x 1”

d. Termokopel

Termokopel ini digunakan untuk mengukur temperatur refrigeran di dalam

sistem refrigerasi. Termokopel yang digunakan dalam penelitian ini adalah

termokopel tipe T dengan paduan dari copper dan constantan dengan range

temperatur pengukurannya -200 0C sampai 350 0C. Termokopel ini memiliki

ketelitian sampai + 0,03 0C dengan sensitifitas ~43 mV/0C dan diameter 0,1 mm.

Gambar 3.18. Thermokopel tipe T


commit to user

Gambar 3.19. Pemasangan termokopel tipe T pada pipa

e. Display Termokopel/thermocouple reader

Alat ini digunakan untuk menunjukkan temperatur yang diukur oleh sensor

termokopel.

Gambar 3.20. Display Termokopel

f. Flowmeter Refrigeran

Flowmeter digunakan untuk mengukur debit dari aliran refrigeran.

Flowmeter diletakkan di antara receiver dan katup ekspansi dengan tujuan agar

refrigeran yang mengalir adalah dalam fase cair jenuh. Data yang diperoleh harus

dikalibrasi dengan Flowmeter Calibration Data, yang tercantum dalam lampiran.

Flowmeter yang digunakan adalah Variable Area Glass Flowmeter Dwyer

tipe VA20440 dengan spesifikasi:

· Service : Compatible gases or liquid · Flowtube : Borosilicate glass · Floats : Stainless steeel · End fittings : Anodized Alumunium · O-rings : Fluoroelastomer · Connections : Two 1/8 ” female NPT · Temperature limits : 121 oC


commit to user

· Accuracy : + 2% · Repeatability : + 0,25% full scale · Mounting : vertical

Gambar 3.21. Flowmeter

g. Thermostat

Thermostat ini digunakan untuk mengatur temperatur air laut yang masuk

ke humidifier/temperatur feed water dan menjaganya dalam kondisi konstan.

Gambar 3.22. Thermostat

h. Thermostat kompresor

Thermostat ini digunakan untuk menjaga temperatur coil evaporator dengan

memutus dan menyambung arus pada kopling kompresor.

Gambar 3.23. Thermostat kompresor


commit to user

i. Relay atau kontaktor

Relay atau kontaktor ini dihubungkan ke thermocouple reader untuk

memutus arus pada pemanas air elektrik

Gambar 3.24. Relay atau kontaktor

j. Termometer

Termometer yang digunakan dalam penelitian ini adalah termometer digital

untuk mengukur temperatur ruangan.

Gambar 3.25. Termometer digital

k. Power Supply Switching Circuit

Digunakan sebagai penyuplai arus listrik ke seluruh sistem dimana input

tegangan 220 V – 240 V, output tegangan dan arus yang dihasilkan 12 – 13,8V,

40A DC. Pada penelitian ini Switching Circuit yang digunakan berjumlah 2 buah

dengan output arus 40A DC dan 22A DC.

Gambar 3.26. Power supply switching circuit


commit to user

l. Timbangan digital (digital scale)

Timbangan digital ini digunakan untuk menimbang massa air tawar (fresh

water) yang telah dihasilkan.

Gambar 3.27. Timbangan digital.

m. Stopwatch

Stopwatch digunakan untuk mencatat selang waktu yang diperlukan dalam

produksi air tawar

Gambar 3.28. Stopwatch

n. Gelas Ukur

Gelas ukur digunakan untuk menampung jumlah air tawar (fresh water)

yang dihasilkan oleh sistem pada selang waktu tertentu.

Gambar 3.29. Gelas Ukur


commit to user

o. Pemanas air elektrik (Electric Water Heater)

Pemanas ini digunakan untuk memanaskan air laut dalam bak penampung.

Pemanas yang digunakan berjumlah 3 buah.

Gambar 3.30. Pemanas air elektrik (Electric Water Heater)

p. Bak penampung air laut

Digunakan untuk menampung air laut.

Gambar 3.31. Bak penampung air laut

q. Bak penampung air tawar (fresh water)

Digunakan untuk menampung air tawar (fresh water) yang telah dihasilkan.

Gambar 3.32. Bak penampung air tawar (fresh water)


commit to user

r. Katup bola (Ball valve) Digunakan untuk mengatur laju aliran volumetrik air laut yang diumpankan.

Gambar 3.33. Katup bola (Ball valve)

s. Rotameter

Digunakan untuk mengukur laju aliran volumetrik air laut yang diumpankan.

Gambar 3.34. Rotameter

3.4 Peralatan Pendukung dalam Sistem Desalinasi

a. Manifold gauge, untuk mengetahui tekanan dan mengatur refrigeran saat

recharghing.

b. Flaring dan sweaging, untuk memperbesar diameter pipa.

c. Leak detector, untuk mengetahui terjadinya kebocoran pada pipa.

d. Selang refrigeran, sebagai jalan masuknya refrigeran ke dalam sistem.

e. Pembengkok pipa untuk membengkokkan pipa.

f. Kunci pas, kunci Inggris, dan obeng untuk membuka dan mengunci nut pipa

dan mur baut.

g. Tube cutter, untuk memotong pipa.

h. Filler digunakan untuk menyambung pipa.

i. Soldier dan tenol digunakan untuk menyoldier kabel yang akan disambung.

j. Saklar listrik digunakan sebagai pemutus dan penyambung arus.


commit to user

k. Bor digunakan untuk melubangi aklirik.

l. Mini drill digunakan untuk melubangi pipa yang akan dipasangkan

termokopel.

m. Gerinda untuk memotong besi yang digunakan sebagai rangka dan

menghaluskan kayu yang telah selesai dilakukan pengerjaan.

n. Pompa vakum digunakan untuk mengosongkan refrigeran dari sistem

sehingga dapat menghilangkan gas-gas yang tidak terkondensasi seperti udara

dan uap air. Uap yang berlebihan pada sistem dapat memperpendek umur

operasi filter-dryer dan penyumbatan khususnya pada bagian sisi tekanan

rendah seperti katup ekspansi. Untuk hasil yang baik vakum sistem hingga

tekanan berada dibawah 500 mikron Hg (Training Manual, 2004).

o. Lem silikon untuk menutup bagian-bagian kecil untuk mencegah terjadinya

kebocoran.

p. Klem digunakan untuk mengencangkan selang untuk mencegah terjadinya

kebocoran.

q. Gas las dan pemantik.

(a) (b)

(b) (d)


commit to user

(e) (f)

(g) (h)

(i) (j)

(k) (l)


commit to user

(m) (n)

(o) (p)

(q)

3.5 Prosedur Penelitian

Prosedur yang dilakukan dalam pengambilan data penelitian berdasarkan

variasi laju aliran volumetrik air laut yang diumpankan adalah sebagai berikut :

3.5.1. Tahap Persiapan

1. Mempersiapkan dan memasang seluruh alat yang digunakan dalam pengujian,

seperti : pompa sentrifugal, thermostat dan kontaktor beserta termokopel,

pemanas air listrik, lampu halogen, fan, dan sistem pompa kalor serta alat

pendukung lainnya.


commit to user

3.5.2. Tahap Pengujian

1. Sebelum refrigeran masuk ke sistem, sistem harus divakum terlebih dahulu

sampai tekanan 76 cmHg. Kemudian didiamkan beberapa saat kurang lebih

10 menit untuk memastikan apakah sistem mengalami kebocoran. Apabila

tekanan pada pressure gauge naik maka dipastikan bahwa sistem terdapat

kebocoran sehingga perlu tindakan untuk mengatasinya.

2. Mengisi refrigeran ke dalam sistem sampai tekanan tertentu dan mencatat

berapa massa refrigeran yang telah dimasukkan ke dalam sistem.

3. Menghidupkan pemanas listrik untuk memanaskan air laut sampai

temperatur 45 0C.

4. Menghidupkan semua fan.

5. Menghidupkan power supply dan menjalankan sistem pompa kalor.

6. Menghidupkan pompa sentrifugal untuk mengalirkan air laut (feed water) ke

sistem serta mengatur laju aliran volumetrik air laut yang diumpankan

sebesar 100 L/jam.

7. Data diambil setelah 10 menit pertama dengan tujuan untuk menstabilkan

temperatur udara yang akan masuk ke sistem.

8. Mencatat seluruh data temperatur, tekanan, laju aliran massa refrigeran dan

produksi air tawar setiap 20 menit selama 180 menit.

9. Data diperoleh sebanyak 9 kali untuk setiap variasi laju aliran massa air laut.

10. Sistem harus dikondisikan seperti semula atau distabilkan terlebih dahulu

untuk sesi pengujian yang lain.

11. Percobaan diulangi untuk variasi laju aliran volumetrik air laut sebesar 150

L/jam.

12. Mengulangi langkah (3) – (10).


L/jam.



L/jam.



commit to user

17. Setelah melakukan percobaan mematikan pemanas air, pompa air, semua

fan, motor listrik, kompresor, kemudian power supply.

3.6 Analisa Data

Dari data yang diperoleh, selanjutnya dapat dilakukan analisis data yaitu

dengan melakukan perhitungan terhadap:

· Volume air tawar yang dihasilkan

· Besarnya nilai COPHP pada sistem pompa kalor

Berdasarkan data hasil pengujian, yaitu besarnya tekanan suction dan discharge

pada kompresor, kondensor, dan evaporator; temperatur refrigeran yang masuk

dan keluar pada evaporator, temperatur refrigeran yang masuk dan keluar pada

kondensor, temperatur sebelum dan sesudah humidifier sehingga dapat diketahui

sifat - sifat refrigeran dan efisiensi dari setiap komponennya. Setelah sifat - sifat

dari refrigeran diketahui maka selanjutnya dapat dilakukan perhitungan dan

analisis. Dari perhitungan tersebut dapat dibuat grafik - grafik hubungan laju

aliran volumetrik air laut dengan produksi air tawar (fresh water) dan waktu, laju

aliran volumetrik air laut terhadap nilai COPHP dengan waktu.


commit to user

Variasi laju aliran massa air laut

Pengambilan data

Temperatur refrigeran

Tekanan refrigeran

Temperatur udara sebelum dan sesudah humidifier

Temperatur udara sebelum dan sesudah

dehumidifier

Produksi air tawar (fresh water)

Debit aliran massa refrigeran

Analisa data

Volume air tawar yang dihasilkan

Coeeficient of Performance Aktual (COPHP aktual)

Hasil analisa data

Pengaruh laju aliran volumetrik air laut terhadap unjuk kerja unit desalinasi

berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses humidifikasi dan

dehumidifikasi

Kesimpulan

Selesai

Mulai

3.7 Diagram Alir Penelitian

Persiapan unit desalinasi berbasis pompa kalor dengan menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi


commit to user


commit to user

BAB IV

DATA DAN ANALISIS

Data yang diperoleh dalam pengujian ini, yaitu: volume air tawar yang

dihasilkan, tekanan, temperatur, dan laju aliran massa refrigeran. Sistem Unit

Desalinasi Berbasis Pompa Kalor Dengan Menggunakan Proses Humidifikasi dan

Dehumidifikasi dijalankan selama 180 menit pada setiap variasi pengujian dan

pengambilan data dilakukan setiap 20 menit.

4.1. Data Penelitian

Pengujian Unit Desalinasi Berbasis Pompa Kalor Dengan Menggunakan

Proses Humidifikasi dan Dehumidifikasi dilakukan di Laboratorium Perpindahan

Panas dan Thermodinamika Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas

Sebelas Maret Surakarta.

4.1.1. Menentukan Temperatur dan Tekanan Sistem Pompa Kalor

Dari hasil pengamatan suhu dan tekanan saat pengujian dengan variasi laju

aliran volumetrik air laut 100 l/jam pada menit ke-20, diperoleh data sebagai

berikut:

Gambar 4.1 Data temperatur dan tekanan menit ke-20 variasi laju aliran

volumetrik air laut 100 l/jam

KATUP EKSPANSI

RECEIVER

FLOW RATE

3,2 ºC 0,3426 MPa

HIGH PRESSURE GAUGE

LOW PRESSURE GAUGE

42,8 oC

57,8 ºC 1,4803Mpa

KOMPRESOR

KONDENSOR

EVAPORATOR

32,1 oC 44,8 ºC 1,2045 MPa

6,2 ºC 0,3978 MPa

42,8 oC 1,1011 MPa


commit to user

Selanjutnya data temperatur dan tekanan untuk setiap variasi tercantum dalam

lampiran.

4.1.2. Proses yang terjadi pada unit desalinasi berbasis pompa kalor

menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi.

Proses yang terjadi pada unit desalinasi berbasis pompa kalor

menggunakan proses humidifikasi dan dehumidifikasi pada menit ke 20 variasi

laju aliran volumetrik air laut 250 l/jam dapat dilihat pada diagram psikrometrik

dibawah ini. Dan diperoleh data sebagai berikut:

Gambar 4.2. Proses humidifikasi dan dehumidifikasi pada menit ke-20 variasi

laju aliran volumetrik air laut 250 l/jam

Titik DB (°C) WB (°C) RH (%) w (g/kg) v (m3/kg) h (kj/kg)

20a 27,7 23,5 70,573 16,600 0.8783 70,211

20b 33,8 31,5 85,029 28,884 0.9052 108,002

20c 21 20 91,392 14,335 0.8522 57,516

Tabel 4.1. Data proses humidifikasi dan dehumidifikasi pada menit ke-20 laju

aliran volumetrik air laut 250 l/jam

Enth

alpy

- kJ

/kg(

a)

Sat

urat

ion

tem

pera

ture

- de

g C

Hu

mid

ity r

atio

- g

/kg

(a)

Pressure: 101325 Pa

Dry bulb temperature - deg C-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70

10

20

30

40

50

20%

40%

60%

80%

0.8

0

0.85

0.90 V

olu

me - cu

.m/kg

(a)

0.95

1.00

1.05

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200210

220

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

-20-10

0

10

20

30

40

20a

20b

20c


commit to user

4.1.3. Data volume air tawar yang dihasilkan untuk seluruh variasi laju

aliran volumetrik air laut.

Dari hasil pengamatan volume air tawar yang dihasilkan untuk setiap

variasi laju aliran volumetrik air laut adalah sebagai berikut:

Tabel 4.2. Volume air tawar yang dihasilkan untuk setiap laju aliran

volumetrik air laut

waktu Volume air tawar yang dihasilkan ( ml )

( menit ) 100 l/jam 150 l/jam 200l/jam 250l/jam

20 380 400 420 450

40 700 790 840 800

60 1040 1190 1260 1250

80 1400 1590 1675 1720

100 1760 1990 2100 2160

120 2120 2390 2520 2620

140 2470 2740 2940 3100

160 2840 3140 3340 3600

180 3200 3520 3670 4100

4.1.4. Perhitungan COP aktual

Pada siklus aktual terjadi perbedaan bila dibandingkan dengan siklus ideal,

antara lain:

1. Terjadi penurunan tekanan di sepanjang pipa kondensor dan evaporator.

2. Adanya proses pembawah dingin (sub-cooling) cairan yang meninggalkan

kondensor sebelum memasuki alat ekspansi.

3. Pemanasan lanjut uap (superheating) yang meninggalkan evaporator sebelum

memasuki kompresor.

4. Terjadi kenaikan entropi pada saat proses kompresi (kompresi tak isentropik)

dan terdapat ketidakefisienan yang disebabkan oleh gesekan dan kerugian-

kerugian lain.

5. Proses ekspansi berlangsung non-adiabatik.


commit to user

Skema siklus aktual:

Gambar 4.3. Diagram p-h siklus aktual

Contoh perhitungan.

1. Menghitung COPaktual.

Sesuai dengan persamaan (2.2), maka:

COPaktual = komp

kond

W

Q =

( )

( )12

32

hhm

hhm

aref

aref

-

-

·

·

dimana:

h1 = Enthalpi refrigeran keluar evaporator (kJ/kg)

h2a = Enthalpi refrigeran masuk kondensor (kJ/kg)

h3 = Enthalpi refrigeran keluar kondensor (kJ/kg)

Data pengujian menit ke-20 dengan variasi laju aliran volumetrik air laut 100

l/jam.

Titik 1. (Kondisi Uap panas lanjut keluar evaporator)

T1 = 3,2 ºC h1 = 248,62 kJ/kg

P1 = 0,3426 MPa

Titik 2a. (Kondisi Uap panas lanjut masuk kondensor)

T2 = 57,8 ºC h2a = 278,35 kJ/kg

P2 = 1,4803 MPa

Titik 3. (Kondisi cairan bawah dingin keluar kondensor )

T3 = 44,8 ºC h3 = 113,44 kJ/kg

P3 = 1,2045 MPa

4

3

1

P

2a 2

h


commit to user

Titik 4. (Kondisi campuran uap dan cairan masuk evaporator )

P4= 0,3978 MPa x = 0,3218

h4 = h3 = 113,44 kJ/kg

COPaktual = ( )( )12

32

hh

hh

a

a

-

- =

62,24835,27844,11335,278

--

= 73,2992,164

= 5,5478

Analogi dengan perhitungan diatas, maka diperoleh tabel COPaktual secara

keseluruhan untuk variasi water storage volume 100 l sebagai berikut:

Tabel 4.3. COPaktual untuk variasi laju aliran volumetrik air laut 100 l/jam.

Waktu Enthalpi (kJ/kg) h1 - h4 h2a-h1 h2a-h3 COP

(menit) h1 h2a h3 h4 kJ/kg kJ/kg kJ/kg

20 248,62 278,35 113,44 113,44 135,19 29,73 164,92 55,478

40 248,62 278,78 113,44 113,44 135,19 30,16 165,35 54,824

60 249,19 278,39 113,74 113,74 135,45 29,21 164,65 56,379

80 249,00 278,61 113,74 113,74 135,26 29,61 164,87 55,677

100 249,19 278,35 113,44 113,44 135,75 29,16 164,92 56,553

120 249,19 278,35 113,44 113,44 135,75 29,16 164,92 56,553

140 249,19 278,61 114,05 114,05 135,14 29,42 164,57 55,931

160 248,81 278,61 112,67 112,67 136,14 29,80 165,94 55,680

180 248,81 278,39 112,67 112,67 136,14 29,58 165,72 56,017

Tabel 4.4. COPaktual seluruh variasi laju aliran volumetrik air laut

waktu COP hp

(menit) 100

L/1jam 150

L/jam 200

L/jam 250

L/jam 20 5,5478 5,2962 5,2601 5,384 40 5,4824 5,1733 5,2656 5,4137 60 5,6379 5,3729 5,195 5,291 80 5,5677 5,3182 5,3145 5,2299 100 5,6553 5,3182 5,3666 5,2714 120 5,6553 5,373 5,3732 5,2213 140 5,5931 5,373 5,3871 5,328 160 5,568 5,3887 5,367 5,4001 180 5,6017 5,2962 5,348 5,2157


commit to user

4.1.5. Perhitungan volume air tawar yang dihasilkan

Sesuai dengan persamaan (2.3). maka: ¦踪扑 = 董¦踪频泣难 ( 国平- 国泼) dt

dimana: ¦踪扑= laju air yang dihasilkan selama proses (kg/jam) ¦踪频= laju aliran massa udara (kg/s) 国泼= rasio kelembaban udara sebelum melewati evaporator (kg/kg) 国平 = rasio kelembaban udara setelah melewati evaporator (kg/kg)

t = periode (jam/hari)

Data pengujian menit ke 20 variasi laju aliran volumetrik air laut 100 l/jam

Sebelum dehumidifier

Tdb = 33.2 ºC w = 26.9838 g/kg

Twb = 30.5 ºC ρ = 1.104 kg/¦脑

Sesudah dehumidifier

Tdb = 21 ºC w = 14.3336 g/kg

Twb = 20 ºC

Kecepatan udara dalam duct

V= 0.156318 m/s

Luas penampang duct

A= 0.156 ¦挠

Densitas air laut

ρ = 1041 kg/¦脑

Sehingga: ¦踪频= ρ.V.A

= 1.104 kg/¦脑. 0.156318 m/s. 0.156 ¦挠

= 0.02692 kg/s

Volume air yang dihasilkan selama 20 menit pertama variasi laju aliran

volumetrik air laut 100 l/jam: ¦踪扑 = 董¦踪频泣难 ( 国平- 国泼) dt

= 0,02692 kg/s.( 26,9838 g/kg-14,3336 g/kg ).1200 s

= 408,678 g = 0,408678 kg


commit to user

v = ¦ ρ世

= 0,408678 kg/1041 kg/¦脑

= 3,925821 . 10能恼 ¦脑

= 392,58 ml

Analogi dengan perhitungan diatas, maka diperoleh tabel volume air tawar

yang dihasilkan secara keseluruhan untuk variasi laju aliran volumetrik air laut

100 l/jam:

Tabel 4.5. Volume air tawar yang dihasilkan untuk laju aliran volumetrik

air laut 100 l/jam

waktu Sebelum

Dehumidifier Sesudah

Dehumidifier

(menit) win ρ w out V A ∆w g/kg kg/m3 g/kg m/s m2 g/kg

20 26,9838 1,104 14,3356 0,156318 0,156 12,6482 40 27,6223 1,103 14,3356 0,156318 0,156 13,2867 60 27,0706 1,105 15,0205 0,156318 0,156 12,0501 80 26,9404 1,104 15,0205 0,156318 0,156 11,9199

100 26,6497 1,106 14,4198 0,156318 0,156 12,2299 120 26,563 1,105 15,0205 0,156318 0,156 11,5425 140 26,6497 1,106 14,8291 0,156318 0,156 11,8206 160 27,6223 1,103 14,8291 0,156318 0,156 12,7932 180 27,6223 1,103 15,0205 0,156318 0,156 12,6018

Volume air tawar hasil perhitungan

ml

392,52 411,96 374,29 369,92 380,22 358,53 367,50 396,66 390,73


commit to user

Tabel 4.6. Volume air tawar hasil perhitungan untuk seluruh laju aliran

volumetrik air laut

waktu Akumulasi Produksi air tawar (ml)

(menit) 100

l/jam 150

l/jam 200

l/jam 250

l/jam 20 392,52 407,55 434,86 451,99 40 411,96 403,98 444,53 503,41 60 374,29 420,74 438,36 502,05 80 369,92 422,94 443,47 512,56 100 380,22 422,23 434,34 523,03 120 358,53 433,15 438,98 510,72 140 367,50 422,89 442,88 502,05 160 396,66 407,73 432,95 511,89 180 390,73 422,23 434,14 504,09

4.2. Analisis Data

a. Pengaruh variasi laju aliran volumetrik air laut terhadap volume air

tawar yang dihasilkan.

Gambar 4.3. menunjukkan grafik volume air air tawar yang dihasilkan

terhadap waktu dengan variasi laju aliran volumetrik air laut. Dari gambar 4.3.

dapat dilihat bahwa volume air tawar yang dihasilkan semakin meningkat seiring

dengan meningkatnya laju aliran voumetrik air laut yang diumpankan. Hal

tersebut karena semakin banyak volume air laut yang dispraykan oleh sprinkler ke

dalam sistem maka semakin besar pula kesempatan udara untuk berkontak dengan

air laut yang sebelumnya telah dipanaskan terlebih dahulu. Sehingga semakin

besar laju aliran volumetrik air laut yang diumpankan maka udara yang keluar

dari humidifier juga semakin banyak membawa massa uap air. Volume air tawar

yang dihasilkan setiap 20 menit pada setiap variasi laju aliran volumetrik tertentu

relatif sama. Hal tersebut karena laju aliran volumetrik air laut, temperatur air laut,

kecepatan udara serta panas kondensor yang digunakan untuk menghasilkan udara

kering yang dialirkan ke dalam sistem untuk setiap variasi pengujian relatif sama.

Perbedaan antara jumlah volume air tawar hasil pengamatan dengan volume air

tawar hasil perhitungan karena tidak semua air tawar yang dihasilkan melalui

pengembunan pada evaporator jatuh ke dalam bak penampung.


commit to user

Gambar 4.3. Grafik hubungan akumulasi produksi tawar terhadap variasi laju

aliran volumetrik air laut dan waktu

b. Pengaruh laju aliran volumetrik air laut terhadap COPHP.

Gambar 4.4. menunjukkan grafik hubungan antara laju aliran volumetrik

air laut terhadap COPHP aktual dari sistem. Dari gambar 4.4. dapat dilihat bahwa

nilai COPHP tertinggi dari sistem terdapat pada variasi laju aliran volumetrik air

laut 100 l/jam. Hal ini disebabkan karena pada variasi laju aliran volumetrik 100

l/jam adalah variasi yang memiliki beban pendinginan paling rendah terhadap

sistem pompa kalor dibanding variasi laju aliran volumetrik yang lain. Sedangkan

seiring dengan naiknya laju alirn volumetrik air laut maka beban pendinginan

yang diterima sistem pompa kalor juga akan semakin meningkat. Nilai COPHP

pada setiap variasi relatif sama pada saat sistem dijalankan. Hal ini karena sistem

menerima beban pendinginan sama selama dijalankan pada setiap variasinya.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

20 40 60 80 100 120 140 160 180

Akum

ulas

i Pro

duks

iAi

r Taw

ar (m

l)

Waktu (menit)

100 L/1jam

150 L/jam

200 L/jam

250 L/jam


commit to user

Gambar 4.4. Grafik hubungan COP hp sistem terhadap laju aliran

volumetrik air laut dan waktu

3

4

5

6

7

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

COP

hp

waktu (menit)

100L/1jam150 L/jam

200 L/jam


commit to user

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan analisis data dan pembahasan, dapat diambil kesimpulan

sebagai berikut:

1. Volume produksi air tawar meningkat seiring dengan peningkatan laju aliran

volumetrik air laut yang diumpankan.

2. Volume air tawar rata-rata yang dihasilkan tiap 20 menit pada setiap variasi

laju aliran volumetrik air laut adalah:

a) Laju aliran volumetrik air laut 100 l/jam: 360 ml

b) Laju aliran volumetrik air laut 150 l/jam: 400 ml

c) Laju aliran volumetrik air laut 200 l/jam: 420 ml

d) Laju aliran volumetrik air laut 250 l/jam: 480 ml

3. COPHP tertinggi dari sistem berada pada variasi laju aliran volumetrik air laut

100 l/jam dan pada variasi laju aliran volumetrik yang lain memiliki nilai

COPHP hampir sama.

5.2. Saran

Berdasarkan pengalaman yang diperoleh dari penelitian ini,

direkomendasikan beberapa saran sebagai berikut:

1. Perlu diadakan penelitian lebih lanjut mengenai pengaruh kecepatan udara di

dalam duct terhadap produktivitas air tawar yang dihasilkan.

2. Perlu diadakan penelitian mengenai pengaruh tingkat kelembutan spray air

tehadap produktivitas air tawar yang dihasilkan.

pengaruh laju aliran volumetrik air laut … · tabel 4.1. hasil pengujian kadar garam air laut...

Documents