bab iii proses produksi -...

22
20 Bab III Proses Produksi 3.1 Perancangan Komponen Utama Sebelum dilakukan proses produksi, dilakukan proses perancangan. Proses perancangan ini meliputi perancangan dua komponen utama sistem pemanas air surya, yaitu tangki air panas dan kolektor. Perancangan kedua komponen ini dibatasi pada hal-hal berikut: Volume tangki air panas, disesuaikan dengan kebutuhan pemakai. Luas area yang tersedia dilokasi pemasangan. Ukuran luas total pemanas air surya harus disesuaikan. Temperatur air panas yang ingin dicapai. Untuk batasan volume air tangki ditentukan dari permintaan konsumen yaitu sebesar 300 liter. Untuk penentuan dimensi sistem pemanas air, dibutuhkan peninjauan rumah konsumen. Pemanas air akan ditempatkan dirumah konsumen, jalan Cikutra nomor 157. Agar sistem dapat bekerja dengan baik maka lokasi pemasangan sistem pemanas air surya harus memenuhi beberapa syarat sebagai berikut: Kolektor harus langsung menghadap matahari, tidak terhalangi oleh misalnya gedung dan pohon-pohon yang tinggi. Dikarenakan letak kota Bandung yang berada di selatan garis khatulistiwa, kolektor harus diletakkan menghadap utara dengan kemiringan ± 15°. Pada posisi ini energi matahari akan lebih banyak didapatkan sepanjang hari dibanding posisi lainnya. Dengan menimbang syarat-syarat diatas maka dipilih lokasi pemasangan sistem pemanas air surya yaitu diatap lantai tertinggi yang menghadap utara, seperti yang diperlihatkan oleh lingkaran biru pada gambar 3.1. Setelah diukur, agar tidak menjorok keluar dari atap, panjang maksimal alat pemanas air (tangki dan kolektor) adalah 2,7 m.

Upload: vuongdung

Post on 26-Apr-2018

226 views

Category:

Documents


8 download

TRANSCRIPT

Page 1: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

20

Bab III

Proses Produksi

3.1 Perancangan Komponen Utama

Sebelum dilakukan proses produksi, dilakukan proses perancangan. Proses

perancangan ini meliputi perancangan dua komponen utama sistem pemanas air

surya, yaitu tangki air panas dan kolektor. Perancangan kedua komponen ini

dibatasi pada hal-hal berikut:

• Volume tangki air panas, disesuaikan dengan kebutuhan pemakai.

• Luas area yang tersedia dilokasi pemasangan. Ukuran luas total pemanas air

surya harus disesuaikan.

• Temperatur air panas yang ingin dicapai.

Untuk batasan volume air tangki ditentukan dari permintaan konsumen yaitu

sebesar 300 liter.

Untuk penentuan dimensi sistem pemanas air, dibutuhkan peninjauan rumah

konsumen. Pemanas air akan ditempatkan dirumah konsumen, jalan Cikutra

nomor 157. Agar sistem dapat bekerja dengan baik maka lokasi pemasangan

sistem pemanas air surya harus memenuhi beberapa syarat sebagai berikut:

• Kolektor harus langsung menghadap matahari, tidak terhalangi oleh misalnya

gedung dan pohon-pohon yang tinggi.

• Dikarenakan letak kota Bandung yang berada di selatan garis khatulistiwa,

kolektor harus diletakkan menghadap utara dengan kemiringan ± 15°. Pada

posisi ini energi matahari akan lebih banyak didapatkan sepanjang hari

dibanding posisi lainnya.

Dengan menimbang syarat-syarat diatas maka dipilih lokasi pemasangan sistem

pemanas air surya yaitu diatap lantai tertinggi yang menghadap utara, seperti yang

diperlihatkan oleh lingkaran biru pada gambar 3.1. Setelah diukur, agar tidak

menjorok keluar dari atap, panjang maksimal alat pemanas air (tangki dan

kolektor) adalah 2,7 m.

Page 2: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

21

Gambar 3.1 Denah penempatan pemanas air pada rumah

Sementara batasan temperatur air panas yang harus tersedia ditentukan

berkisar antara 50 – 60 °C dengan alasan:

• Tidak membahayakan

• Dapat disimpan sebagai air mandi

Dalam kasus ini akan dipilih 55 °C. Batasan-batasan inilah yang harus dipenuhi

dalam proses perancangan agar sistem dapat terpasang dan berfungsi dengan baik.

Sehingga batasan dalam perancangan sistem pemanas air surya:

• Volume tangki air panas 300 liter

• Panjang sistem maksimal 2,7 m dengan lebar yang cukup fleksibel.

• Temperatur air panas 55 °C

3.1.1 Kolektor

Luas kolektor sebagai bidang penyerap radiasi matahari akan sangat

menentukan seberapa banyak volume air yang dipanaskan dan temperatur air

panas yang dicapai. Jumlah kalor yang harus disediakan kolektor untuk mencapai

temperatur air panas sebesar 55 °C adalah:

Page 3: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

22

o

( )

kg J = 1 4200 300 lt (55-24) Clt kg C

= 39060000 J

load p hot wQ VC T Tρ= −

⋅ ⋅ ⋅ o

Kalor yang diserap oleh kolektor perlu memperhitungkan rugi-rugi panas ke

lingkungan.

( )( )dengan:

kalor yang berguna untuk menaikkan temperatur air = luas kolektor = faktor kehilangan panas kolektor

= transmivitas kaca penutup = absorptivitas kolektor = r

u c R R L fi a

u

c

R

Q A F I F U T T

QAF

I

τα

τα

= − −

=

ata-rata intensitas radiasi matahari = temperatur air masuk

= temperatur lingkunganfi

a

T

T

Untuk perancangan, nilai RF τα dan R LF U dianggap konstan yaitu 0,68 dan 4,9

2 oW/m C [Duffie,1980]. Sehingga luas kolektor yang dibutuhkan untuk

memenuhi kebutuhan air panas adalah:

( )

2 2

2

39060000 J = J W0,68 550 12 3600 s - 4,9 (35 25) C 12 3600 sm s m C

2,78 mdimana adalah temperatur air rata-rata yang masuk kolektor dalam 1 hari

uc

R R L fi a

fi

QAF I F U T T

T

τα=

− −

⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅

o

Jadi luas kolektor yang harus disediakan adalah sebesar 2,78 2m untuk kapasitas

tangki sebesar 300 liter. Untuk meyakinkan didapatnya besar energi panas yang

berguna dipilih 2 buah kolektor dengan ukuran (1800x780) mm sehingga didapat

luas kolektor 2,8 m2. Agar kolektor dapat masuk kedalam rumah kolektor, dipilih

ukuran rumah kolektor (1870x820) mm.

Page 4: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

23

3.1.2 Tangki Air Panas

Penentuan dimensi tangki mengikuti persamaan volume silinder: 2 300 Liter

4tabungd lV π

= =

Dipilih diameter tangki 570 mm dengan panjang selubung, l = 1200 mm. Karena

panjang rumah kolektor telah ditentukan sebesar 1870 cm maka diameter rumah

Tangki maksimal, 2700 - 1870 = 830 mm. Agar memenuhi unsur estetika,

panjang selubung rumah tangki diinginkan mendekati lebar dari kolektor. Dipilih

ukuran rumah tangki dengan panjang 1600 mm dengan diameter 780 mm.

Gambar 3.2 Diagram alir perancangan pemanas air tenaga surya

Page 5: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

24

3.2 Pemilihan Material

3.2.1 Tangki Air Panas

Komponen ini berfungsi sebagai thermal storage air panas dari kolektor.

Karena berfungsi untuk menyimpan air yang akan digunakan untuk mandi, maka

dikehendaki air tetap tidak berwarna dan berbau. Oleh karena itu, material

komponen ini tahan korosi dan temperatur yang relatif tinggi (50-60°C). Dipilih

stainless steel untuk dinding tangki dan juga pipa yang tersambung dengan tangki.

Karena berfungsi sebagai thermal storage, maka tangki perlu diberi isolasi yang

berupa glasswool lalu dilapisi lagi dengan kain terpal sebagai pembungkus.

Glasswool sebagai bahan isolator memiliki konduktivitas sebesar 0,034 W/mK.

3.2.2 Kolektor

Secara umum kolektor berfungsi sebagai penyerap energi radiasi matahari

yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor.

Kolektor ini terdiri dari beberapa komponen yaitu:

a) Penutup transparan

• Berfungsi untuk meneruskan sinar matahari yang jatuh kepadanya,

mengurangi kerugian konveksi dan radiasi ke udara sekitar serta

melindungi kolektor terhadap debu dan hujan.

• Mempunyai sifat tembus cahaya, transmisibilitas tinggi, arbsorpsivitas

serta refleksivitas yang rendah terhadap radiasi gelombang pendek namun

tinggi dalam memantulkan radiasi gelombang panjang serta tahan

temperatur tinggi.

• Dipilih kaca sebagai material karena mempunyai sifat transmisibilitas

sebesar 0,8.

b) Sirip kolektor

• Berfungsi memperbesar bidang penyerap radiasi matahari pada kolektor.

• Sifat yang harus dimiliki adalah konduktivitas tinggi dan absorptivitas

yang tinggi, serta tahan temperatur tinggi.

• Dipilih pelat tembaga karena memiliki harga konduktivitas sebesar 401

W/mK, dan emisivitas sebesar 0,03.

Page 6: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

25

c) Pipa kolektor

• Berfungsi untuk media perantara perpindahan panas ke air

• Sifat dan material yang dipilih sama dengan sirip kolektor diatas.

d) Rumah kolektor

• Berfungsi sebagai dudukan dari semua komponen diatas serta mencegah

masuknya air dan debu.

• Harus memiliki sifat ringan dan tahan korosi.

• Dipilih alumunium sebagai material dari rumah kolektor karena memenuhi

sifat diatas.

e) Isolasi

• Berfungsi mengurangi kerugian panas ke lingkungan melalui bagian

bawah dan samping kolektor.

• Memiliki sifat konduktivitas yang rendah.

• Material yang dipilih adalah ijuk.

3.2.3 Pipa Penghubung Kolektor dan Tangki Air Panas

Sebagai penghubung kolektor dan tangki maka pipa ini harus memiliki sifat

tahan korosi, konduktivitas rendah, tahan tekanan dan temperatur tinggi serta

mudah dalam instalasinya. Dipilih pipa rifeng 1620 yang memiliki konduktivitas

0,45 W/mK, tahan temperatur sampai 90° C dan tekanan 5 Mpa. Pipa rifeng ini

terbuat dari polyethylene pada bagian dalam dan luar serta alumunium pada

lapisan tengahnya. Pipa rifeng mudah dalam pembengkokan dan penyambungan.

Page 7: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

26

3.3 Proses Produksi

3.3.1 Kolektor

Proses pembuatan kolektor akan dibagi lagi menjadi 2 bagian yaitu absorber

dan rumah kolektor. Berikut adalah proses pembuatan keduanya:

3.3.1.1 Absorber

Bahan-bahan yang digunakan dalam pembuatan absorber adalah :

• Pipa kuningan, diameter dalam 20 mm, panjang 3,3 m, 1 buah

• Pipa tembaga (Cu), diameter 5/8 inchi, panjang 6 m, 5 buah

• Pelat tembaga (Cu), ukuran (120x36) cm, tebal 0,8 mm, 6 buah

• Double napple ¾ inchi, 4 buah

• Socket pipa rifeng ¾ inchi, 1 buah

• Kawat las kuningan, 4 buah.

• Kawat las perak, 70 buah

• Meni SEIV

• Thinner SEIV

• Cat hitam dof

Proses pembuatan absorber adalah sebagai berikut:

1. Pipa kuningan 20 mm dipotong menggunakan gergaji dengan panjang 82 cm

sebanyak 4 buah.

2. Pipa tembaga 5/8 inchi dipotong-potong menggunakan tube cutter dengan

ukuran panjang 178 cm sebanyak 15 buah.

3. Dari sisa hasil pemotongan, pipa tembaga disambung dengan proses brazing

dengan filler kawat perak sehingga didapat 1 pipa tembaga 5/8 inchi dengan

panjang 178 cm.

Gambar 3.3 Pipa kuningan dan tembaga setelah dipotong sesuai ukuran

Page 8: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

27

Gambar 3.4 Penyambungan pipa tembaga dengan menggunakan proses brazing

4. Keempat pipa kuningan dilubangi dengan menggunakan mata bor ukuran 16

mm sehingga terjadi sesuaian pas dengan pipa tembaga 5/8 inchi. Setiap pipa

kuningan dilubangi sebanyak 8 buah dengan jarak antar titik tengah tiap

lubang 10 cm dan jarak dari ujung pipa ke titik tengah lubang 6 cm.

Gambar 3.5 Pipa kuningan dilubangi dengan mata bor 16 mm

5. Kedua ujung setiap pipa tembaga dibuat profil melengkung dengan

menggunakan gerinda agar sesuai dengan pipa kuningan pada waktu

penyambungan dan ujung pipa tidak mengganggu aliran air dalam kolektor.

Gambar 3.6 Ujung pipa tembaga digerinda

6. Delapan buah pipa tembaga kemudian disambungkan dengan dua buah pipa

kuningan dengan proses brazing menggunakan kawat las kuningan. Dalam

melakukan proses ini didalam pipa kuningan diselipkan pipa solid agar

permukaan pipa tembaga dapat sejajar dan tidak terlalu menjorok kedalam.

Page 9: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

28

Gambar 3.7 Proses brazing untuk penyambungan pipa

7. Pelat tembaga (Cu) yang berfungsi sebagai sirip diantara pelat tembaga dibuat

dengan dimensi 9 cm x 60 cm. Pada kedua ujung pelat yang berukuran 9 cm

tersebut kemudian ditekuk kira-kira 45° dengan lebar tiap tekukan adalah 2

mm. Panjang 60 cm dipilih karena keterbatasan mesin tekuk yang ada di

bengkel lab. surya yang hanya mampu menampung panjang material sampai

60 cm.

8. Pelat Cu disambungkan dengan pipa tembaga dengan proses brazing dengan

menggunakan kawat perak sebagai filler pada bagian yang telah ditekuk

sehingga memudahkan dalam proses penyambungan antara pelat dan pipa.

Diberi jarak antara pipa kunungan dan sirip ± 1 cm agar apabila terdapat

kebocoran pada sambungan pipa kuningan dan pipa tembaga dapat diatasi

tanpa merusak sirip.

Proses B

razing

Gambar 3.8 Proses brazing untuk penyambungan sirp dan pipa

Page 10: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

29

9. Setelah penyambungan pipa-pipa dan sirip selesai, dilakukan pengecekan

kelurusan pipa-pipa. Hal ini dilakukan karena proses brazing yang

bertemperatur tinggi dapat menyebabkan bengkoknya pipa-pipa tembaga.

Catatan: Pada pembuatan absorber pertama diketahui bahwa proses brazing

antara pipa tembaga dan pelat tembaga menyebabkan tegangan thermal yang

cukup besar sehingga menyebabkan tarik-menarik antara pipa dan pelat. Hal ini

menyebabkan bengkoknya pipa tembaga yang akan menimbulkan kesulitan pada

saat penyambungan 2 kolektor. Hal ini diatasi dengan menggunting sirip pelat

tembaga di tengah-tengah antara dua pipa tembaga, sehingga mempermudah

pelurusan pipa tembaga. Untuk menghindari terjadinya hal ini, pada saat proses

brazing absorber yang kedua, kedua pipa kuningan disambung dengan batangan

baja tetap dengan cara brazing. Selain itu, kekurangan dari metoda ini adalah

borosnya kawat las perak sebagai filler.

10. Karena akan dibuat dua buah kolektor yang akan disambung, dibutuhkan

kelurusan ujung pipa-pipa tembaga agar pipa-pipa tembaga tetap satu sumbu

sehingga mempermudah penyambungan. Dilakukan pemotongan ujung pipa

agar kedua ujung pipa berada dalam satu garis lurus.

11. Disetiap ujung pipa tembaga dilakukan proses brazing untuk menyambung

napple ulir luar dengan diameter ulir ¾ inchi sebanyak 7 buah. Napple ini

diperoleh dengan menggergaji double-napple di tengah menjadi 2 bagian.

Selain itu untuk kolektor sebelah kiri, 1 buah socket pipa rifeng ¾” untuk

ujung pipa tembaga sebelah kiri atas atas untuk saluran air panas dari kolektor

ke tangki. Penggunaan napple bertujuan mempermudah dalam penyambungan

pipa-pipa.

12. Setelah proses penyambungan tiap komponen selesai kemudian dilakukan uji

kebocoran kolektor. Salah satu ujung pipa disambungkan dengan pompa dan

ujung lainnya ditutup menggunakan dop ledeng. Air bertekanan yang

dihasilkan pompa akan keluar melalui bagian yang bocor Kebocoran biasanya

terjadi pada bagian sambungan antara pipa kuningan dan pipa tembaga.

Page 11: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

30

13. Sebelum dicat, absorber terlebih dahulu dibersihkan dengan menggunakan

sikat kawat yang dipasang pada gerinda tangan. Proses ini dilakukan untuk

membersihkan absorber dari oksida hasil sampingan proses brazing sehingga

cat menempel dengan baik pada absorber.

14. Langkah terakhir dilakukan pengecatan kolektor. Kolektor dicat dengan warna

hitam dof (tidak mengkilap) agar kolektor dapat menyerap panas matahari

secara maksimal. Sebelum dicat warna hitam, terlebih dahulu seluruh

pemukaan kolektor diberi lapisan meni agar cat tidak mudah terkelupas.

Gambar 3.9 Absorber

3.3.1.2 Rumah Kolektor

Bahan rumah kolektor adalah pelat alumunium (Al). Pelat alumunium dipilih

agar mengurangi berat total bagian kolektor, sehingga mempermudah daalm

pengangkatan dan pemasangan nantinya. Bahan-bahan yang digunakan dalam

membuat rumah kolektor adalah:

• Pelat alumunium (Al), ukuran (120 x 240) cm, tebal 1,2 mm, 2 buah

• Pelat alumunium (Al), ukuran (30 x 200) cm, tebal 0,8 mm, 1 buah

• Paku rivet ukuran 3,2 mm

• Meni SEIV

• Thinner SEIV

• Cat silver

Page 12: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

31

Dalam pembuatan rumah kolektor digunakan paku rivet untuk menyambung

tiap bagiannya, berikut adalah cara pembuatannya:

1. Lembaran pelat Al. dipotong dan ditekuk sesuai ukuran dan pola untuk

membentuk bagian alas rumah kolektor dan bagian samping kolektor. Proses

ini dilakukan di bengkel pelat Fata.

2. Juga dibuat bagian penguat agar rumah kolektor lebih kaku dan tidak mudah

terpuntir. Bagian penguat terdiri dari dua jenis, panjang dan pendek dengan

jumlah masing-masing 4 dan 6 buah.

Gambar 3.10 Bagian alas, samping dan penguat rumah kolektor

3. Untuk penyambungan, ujung-ujung bagian samping ditekuk dan dipotong

dengan bentuk segitiga. Bagian alas rumah kolektor juga dipotong dengan

bentuk segitiga.

Gambar 3.11 Bagian samping kolektor ditekuk dan dipotong

Page 13: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

32

4. Sebelum dilakukan penyambungan, bagian samping terlebih dahulu dilubangi

dengan menggunakan mata bor ukuran 30 mm. Letak lubang harus sesuai

dengan pipa-pipa tembaga.

Gambar 3.12 Bagian samping kolektor dilubangi

5. Alas rumah kolektor disambung dengan dengan bagian samping dan bagian

penguat dengan menggunakan paku rivet 3,2 mm.

6. Setelah proses penyambungan, dilakukan perluasan lubang pada bagian

samping kolektor dengan menggunakan kikir bulat. Hal ini dimaksudkan

lubang dapat dimasuki oleh pegangan kunci pada napple yang berukuran ± 34

mm.

7. Pengecatan rumah kolektor.

Gambar 3.13 Rumah Kolektor

Page 14: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

33

3.3.2 Tangki air panas

3.3.2.1 Tangki dan Pemipaan

Material tangki beserta pemipaannya diilih stainless steel karena sifatnya yang

tahan karat. Bahan-bahan yang digunakan adalah:

• Pelat stainless steel 304, ukuran (120 x 240) cm, tebal 1,5 mm, 1 buah

• Pipa stainless steel, diameter ¾ inchi, 1 buah

• Pipa stainless steel, diameter ½ inchi, 1 buah

• Glasswool

• Alumunium foil

• Terpal Plastik

• Lem Fox

• Tali Rafia

Berikut akan diuraikan mengenai proses manfaktur tangki:

1. Untuk membuat tangki dengan kapasitas 300 liter dan sesuai dengan area yang

tersedia, maka diperlukan pelat SS berukuran sekitar (178 x 120) cm. Pelat SS

dipotong dengan ukuran tersebut kemudian di-roll berulang-ulang sehingga

membentuk silinder berdiameter 57 cm. Kemudian kedua ujungnya dilakukan

proses pengelasan agar bentuknya tidak berubah lagi.

2. Dari sisa pelat dengan ukuran (62 x 120) cm dibuat kedua sisi tangki

berbentuk lingkaran dengan diameter 58 cm dengan menggunakan gunting

pelat. Setelah itu dilakukan proses shear forming agar berbetuk seperti

cekungan. Setelah terbentuk cekungan, dilakukan proses drilling membuat

lubang untuk pipa.

Gambar 3.14 Tangki

Page 15: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

34

3. Proses selanjutnya adalah membuat pipa-pipa yaitu pipa air panas, pipa air

dingin, pipa untuk pemakaian dan pipa pengeluaran udara. Material pipa-pipa

ini juga stainless steel dengan ukuran ½” untuk pipa pengeluaran udara, dan

¾” untuk pipa lainnya. Semua pipa dipotong terlebih dahulu dengan panjang

30, 45, 65 dan 100 cm masing-masing untuk pipa input air panas, pipa

pamakaian, pipa air dingin dan pipa pengeluaran udara. Lalu masing-masing

pipa dibuat ulir luar pada salah satu sisinya dengan proses bubut. Ulir ini

berguna untuk penyambungan pipa baik dengan pipa dari kolektor maupun

dengan katup. Khusus untuk pipa air dingin dibuat lubang-lubang kecil yang

cukup banyak berukuran sekitar 2mm agar proses pengisian air dingin pada

tangki dapat terjadi merata. Lubang-lubang ini hanya dibuat di bagian bawah

pipa agar air dingin tidak mengarah keatas dan langsung bercampur dengan air

yang lebih panas.

4. Agar kedudukan pipa-pipa didalam tangki tidak mudah berubah maka harus

dibuat dudukan. Pelat SS yang sudah dipotong kemudian ditekuk 90° lalu di-

drill sesuai ukuran pipa.

Pipa pengeluaranudara

Pipa air dingin

Dudukan

Pipa air panas

Pipa pemakaian

Gambar 3.15 Pipa-pipa pada tangki

5. Proses berikutnya adalah pengelasan untuk menyambung semua bagian yang

telah dibuat diatas. Urutan proses pengelasan adalah dudukan dengan pipa,

dudukan dengan tangki, dan yang terakhir pengelasan kedua sisi tangki.

Page 16: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

35

Gambar 3.16 Tangki setelah pengelasan

6. Selanjutnya tangki air yang sudah terbentuk diberi isolasi berupa glasswool

setebal 3 cm, alumunium foil dan plastik terpal secara berturut-turut dari

dalam kearah luar yang masing-masing direkatkan dengan lem. Sebelumnya,

untuk lebih memadatkan glasswool yang menyelimuti seluruh badan tangki

diberi simpul-simpul sikatan tali rafia.

3.3.2.2 Rumah Tangki

Bahan-bahan yang digunakan adalah sebagai berikut:

• Baja siku (3x3) cm

• Pelat alumunium ukuran (100x200) cm, tebal 1 mm, 3 buah

• Pelat baja tebal 2.5 cm

• Besi cor diameter 10 cm

• Baut 6 mm

• Paku rivet 3,2 mm

• Meni SEIV

• Thinner SEIV

• Cat silver

Proses pembuatan rumah tangki adalah sebagai berikut:

1. Pembuatan alas rumah tangki ini menggunakan baja siku (3x3) cm yang

dipotong dengan panjang 120 cm (2 buah) dan 59 cm (5 buah). Kemudian

saling disambungkan dengan proses pengelasan.

Page 17: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

36

2. Sementara untuk lingkaran rumahnya dibuat dengan menggunakan jigsaw,

menggunakan pola yang digambar terlebih dahulu pada pelat baja, kemudian

dipotong sesuai dengan pola. Lalu dilas dengan menggunakan pelat baja yang

telah dirol sehingga membentuk lingkaran tangki.

3. Untuk dudukan tangki, 2 baja siku yang ditengah dilas dengan baja siku lagi

sehingga bidang mendatar dari baja siku menghadap keatas.

dudukan Gambar 3.17 Rangka rumah tangki

4. Pegangan juga dibuat agar memudahkan saat memindahkan tangki. Pegangan

ini dibuat dari baja cor dengan diameter 1 cm. Ujung-ujungnya dibuat dari

pelat baja sesuai dengan pola.

5. Agar rumah tangki ini tahan karat maka harus diberi lapisan meni.

Sebelumnya semua permukaan dibersihkan dengan ampelas sampai bersih

dari karat dan minyak pengotor lainnya.

6. Agar tangki tidak mudah bergeser maka tangki dan dudukan dikencangkan

dengan pelat baja yang dibengkokkan sesuai ukuran tangki dan dibaut pada

baja siku.

7. Untuk membuat selubung rumah tangki digunakan pelat alumunium 1 mm.

Selubung atas dibuat dengan cara me-roll pelat yang sudah dipotong sesuai

dengan keliling lingkaran sampai didapat bentuk yang sama dengan

rumahnya. Selubung alas dibuat dengan memotong pelat dengan ukuran

(120x59) cm. Begitu juga dengan selubung kanan dan kiri. Perlu dibuat

Page 18: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

37

lubang untuk pipa dari tangki. Selubung atas dan alas disatukan dengan

dengan menggunakan paku rivet 3,2 mm. Selubung kanan dan kiri disatukan

dengan rumah tangki memakai baut ukuran 6 mm, sehingga lebih mudah

untuk dibuka jika diperlukan.

8. Setelah tangki dan rumahnya selesai dibuat lalu tangki dimasukkan ke dalam

rumah tangki dengan posisi diputar ± 15° clockwise. Pemutaran ini

dimaksudkan agar saat pemasangan pemanas air diatas rumah, posisi pipa

pengeluaran udara tepat berada di bagian paling atas sehingga semua udara

yang terjebak di dalam tangki dapat dikeluarkan. Udara yang terjebak didalam

tangki dapat menyebabkan timbulnya karat.

9. Setelah dipasang selubung lingkaran tangki, dipasang selubung kanan dan

kiri. Setelah itu pegangan tangki dipasang pada ujung-ujung tangki dengan

menggunakan baut 6 mm.

10. Pengecatan tangki. Warna disesuaikan dengan permintaan, dipilih warna yang

“menyatu” dengan alam.

Gambar 3.18 Bentuk akhir rumah tangki air panas

(tampak luar)

Page 19: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

38

3.3.3 Penyambungan Kolektor dengan Tangki Air Panas

Setelah kolektor dan tangki air panas telah selesai dibuat maka tahap

berikutnya adalah merakit semua komponen yang telah dibuat dan

menyambungkan kolektor dan tangki sehingga didapat panjang pipa penyambung

yang sesuai dan mempermudah proses instalasi di atap rumah. Bahan-bahan yang

dipakai pada saat proses penyambungan:

• Kaca ukuran (99x82) cm, tebal 5 mm, 4 buah

• Karet lis

• Alumunium siku (3x3) cm

• Pipa rifeng 1620

• Sock draft rifeng ¾ inchi

• Sambungan T ¾ inchi

• Seal Tape

• Sambungan union

Berikut adalah proses penyambungan kolektor dan tangki:

1. Pemasangan ijuk di rumah kolektor

2. Absorber dimasukkan kedalam rumah kolektor.

3. Pemasangan karet lis pada ujung atas rumah kolektor untuk penumpu kaca.

Karena untuk satu kolektor diperlukan 2 buah kaca, maka karet lis unuk

setengah bagian atas ditumpuk 2 agar seluruh permukaan kaca bagian atas

menumpu pada karet lis.

4. Pemasangan kaca. Agar kaca bagian atas tidak meluncur kebawah maka

ditahan dengan pegangan yang terbuat dari pelat alumunium berbentuk huruf

S. Pegangan ini dikaitkan dengan kaca bagian bawah.

5. Pemasangan penahan bagian atas kolektor. Terbuat dari alumunium siku

berukuran (3x3) cm di sekeliling atas rumah kolektor. Alumunium siku ini

disambung dengan rumah kolektor dengan menggunakan mur.

6. Semua ujung pipa-pipa baik yang ada di tangki maupun kolektor diberi seal

tape secukupnya.

7. Pasangkan sambungan union pada ujung pipa-pipa kolektor untuk

menyambungkan kedua kolektor. Sebelumnya dibuat semacam ring untuk

sambungan union dari karet ban bekas agar dapat mencegah kebocoran.

Page 20: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

39

8. Pada pipa kolektor sebelah kanan bagian bawah dipasang dengan sambungan

T ¾ inchi.

9. Pipa rifeng dibentuk dan dipotong sesuai dengan kebutuhan. Setelah itu pipa-

pipa rifeng disambungkan dengan menggunakan sock draft rifeng ¾ inchi.

Satu pipa rifeng untuk air panas dari kolektor ke tangki dan satu pipa rifeng

disambungkan dengan sambungan T menuju input air dingin tangki.

Gambar 3.19 Sistem pemanas air surya

3.4 Instalasi

Setelah proses produksi, dilaksanakan proses pemasangan atau instalasi dari

sistem pemanas. Rangka dari bagian atap tempat pemasangan pemanas air surya

telah terlebih daulu diperkuat untuk menahan beban pemanas air surya. Berikut ini

akan dijelaskan prosedur instalasi dari sistem.

1. Yang pertama kali dipasang adalah tangki. Tangki dinaikkan ke atas dengan

genting sebagai tumpuan.

Catatan: Pada saat penaikan tangki, ada genting yang pecah. Hal ini disebabkan

genting yang pecah posisinya lebih tinggi dari genting lainnya sehingga terjadi

konsentrasi tegangan. Hal ini dapat dihindari dengan meluruskan genting dengan

menggunakan level.

Page 21: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

40

2. Pemasangan tangki di genting. Untuk menahan bobot dari tangki, kawat baja

dililitkan ke pegangan tangki dan ujung lainya dililitkan pada konstruksi baja

penahan atap. Untuk lebih jelasnya, terlihat pada gambar berikut ini:

Gambar 3.20 Kawat penyangga tangki 3. Selanjutnya adalah pemasangan kolektor. Sebelum menaikkan kolektor keatas

genting, kedua kolektor disambung dulu menggunakan sambungan union,

baru kedua kolektor dinaikkan sekaligus. Untuk menahan bobot kolektor

digunakan kawat baja yang dililitkan antara pegangan tangki dan ujung pipa

induk atas kolektor, seperti terlihat pada gambar 3.20.

Gambar 3.21 Kawat penyangga kolektor

4. Pemasangan pipa air panas output kolektor dan pipa air dingin dari tangki ke

kolektor.

5. Pemasangan katup searah pada sambungan T, lalu disambungkan dengan pipa

pvc ¾” ke pompa input

6. Pemasangan pipa rifeng 1620 dari pipa pemakaian tangki ke pipa instalasi

menuju kamar mandi. Skema instalasi pipa diperlihatkan oleh gambar 3.21.

Page 22: Bab III Proses Produksi - digilib.itb.ac.iddigilib.itb.ac.id/files/disk1/617/jbptitbpp-gdl-rahadianef-30837-4... · yang kemudian diubah menjadi energi termal pada pipa-pipa kolektor

41

Gambar 3.22 Skema instalasi Sistem pemanas air surya

Gambar 3.23 Sistem pemanas air surya yang telah terinstalasi