rancang bangun dan pengujian mesin pendingin …

RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN MESIN PENDINGIN

ADSORPSI TENAGA SURYA DENGAN LUAS KOLEKTOR

0,5 M2 YANG MENGGUNAKAN ADSORBEN KARBON AKTIF

SERBUK

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi

Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

M. ANUGRAH PELAWI

NIM: 140401029

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2019

Universitas Sumatera Utara

i

ABSTRAK

Kebutuhan akan mesin pendingin tenaga surya sedang berkembang

khususnya di daerah terpencil untuk berbagai kebutuhan seperti pengawetan atau

penyimpanan bahan makanan dirasakan semakin meningkat. Keuntungan dari

penggunaan mesin pendingin adsorpsi ini adalah karena pendingin adsorpsi ini

dioperasikan dengan menggunakan panas matahari sebagai sumber energi.

Dengan pemanfaatan sumber energi tersebut dapat dihasilkan suhu evaporator

dibawah 1 °C pada tingkat suhu pemanasan kolektor 31 °C – 115 °C. Tujuan dari

rancang bangun Mesin Pendingin Tenaga Surya ini adalah membuat modelnya

yang dilakukan dengan cara mendesain dengan cara melakukan perancangan alat-

alat utamanya yaitu Kolektor, Kondensor, dan Evaporator. Setelah di rancang

kemudian dilakukan pembuatan masing-masing bagian yang telah di desain.

Dalam rancang bangun ini dipilih sisem pendingin adsorpsi dengan menggunakan

pasangan karbon aktif sebagai bagian dalam kolektor dengan luas 0,5 m2 dan

metanol sebagai refrijeran pada evaporator. Pada pembuatan alat yang penting

pada mesin pendingin ini, saperti kolektor, kondensor, dan evaporator dengan

menggunakan las karbit.

Kata kunci : Kolektor, Kondensor, Evaporator, adsorpsi, dan Desorpsi


ii

ABSTRACT

The need for solar power coolers is being developed specifically in the

area for various needs such as preservation or storage of received food ingredients

increasing. The advantage of using this adsorption cooling machine is because the

adsorption cooler is operated by using solar heat as an energy source. With the

utilization of this energy source, an evaporator temperature below 1 °C can be

produced at the collector heating temperature level 31 °C - 115 °C. The purpose

of this Solar Cooling Machine is to make a model that is done by designing by

means of tools that called Collector, Condenser, and Evaporator. After the design

is then made each part has been designed. In this design, an adsorption cooling

system was selected using a pair of activated carbon as part of the collector with

an area of 0.5 m2 and methanol as a refrigerant in the evaporator. In making

important tools in this cooling machine, such as collectors, condensers, and

evaporators using carbide welds.

Keywords: Collector, condenser, evaporator, adsorption, desorption


iii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT karena atas rahmat dan karunia-

Nyalah penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul “RANCANG

BANGUN DAN PENGUJIAN MESIN PENDINGIN ADSORPSI TENAGA

SURYA DENGAN LUAS KOLEKTOR 0,5 M2 YANG MENGGUNAKAN

ADSORBEN KARBON AKTIF SERBUK”.

Skripsi ini disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan Pendidikan

Strata-1 (S1) pada Departemen Teknik Mesin sub bidang Konversi Energi,

Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Dalam menyelesaikan skripsi ini tidak sedikit kesulitan yang dihadapi

penulis, namun berkat dorongan, semangat, doa, dan bantuan baik materil, moril,

maupun spirituil dari berbagai pihak akhirnya kesulitan itu dapat teratasi. Untuk

itu sebagai manusia yang tahu terima kasih, dengan penuh ketulusan hati penulis

mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada:

1. Bapak Dr. Tulus Burhanuddin Sitorus, ST., MT., selaku Dosen

Pembimbing yang dengan penuh kesabaran telah memberikan bimbingan

dan motivasi kepada penulis.

2. Bapak Prof. Dr. Farel Hasiholan Napitupulu, DEA., selaku Dosen

Pembanding I dan Bapak Dr. Ir. M. Sabri, MT., selaku Dosen Pembanding

II yang telah memberikan masukan dan saran dalam penyelesaian skripsi

ini.

3. Bapak Dr. Ir. M. Sabri, MT., selaku Ketua Departemen Teknik Mesin

Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Terang UHSG, ST., MT., selaku Sekretaris Departemen Teknik

Mesin Universitas Sumatera Utara.


iv

5. Kedua orang tua penulis, Ir. Serasi Pelawi dan Feni Patlina yang tidak

pernah putus-putusnya memberikan dukungan, doa, dan kasih sayangnya

yang tak terhingga kepada penulis.

6. Seluruh staf pengajar dan staf tata usaha Departemen Teknik Mesin, yang

telah membimbing serta membantu segala keperluan penulis selama

penulis kuliah.

7. Rekan-rekan khususnya Apriansyah Sibarani, Dimas nugraha Sitorus,

Muhammad Arif, dan seluruh rekan mahasiswa angkatan 2014 serta semua

rekan mahasiswa Teknik Mesin yang telah mendukung dan memberi

semangat kepada penulis.

Penulis meyakini bahwa tulisan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena

itu penulis akan sangat berterima kasih dan dengan senang hati menerima saran,

usul, dan kritik yang membangun demi tercapainya tulisan yang lebih baik. Akhir

kata penulis berharap semoga tulisan ini dapat memberi manfaat kepada pembaca,

Terima kasih.

Medan, 15 Maret 2019

M. Anugrah Pelawi


v

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ......................................................................................................... i

KATA PENGANTAR ...................................................................................... iii

DAFTAR ISI ..................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ ix

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xii

DAFTAR SIMBOL ......................................................................................... xiii

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

1.1. Latar Belakang ............ ........................................................................ 1

1.2. Tujuan Penelitian ............ .................................................................... 2

1.3. Batasan Masalah .................................................................................. 2

1.4. Manfaat Penelitian ............................................................................. 2

1.5. Sistematika Penulisan ......................................................................... 2

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

2.1. Teori Umum Adsorpsi ........................................................................ 4

2.1.1. Jenis-Jenis Adsorpsi ..................................................................... 5

2.2. Siklus Adsorpsi ................................................................................... 6

2.3. Adsorben ............................................................................................. 8

2.4. Metanol Sebagai Adsorbat .................................................................. 9

2.5. Komponen-Komponen Mesin Pendingin Adsorpsi ............................ 11

2.5.1. Kolektor Surya .............................................................................. 11


vi

2.5.2. Kondensor ................................................................................... 15

2.5.2.1. Jenis-Jenis Kondensor ............................................................. 16

2.5.3. Evaporator ................................................................................... 18

2.5.3.1. Jenis-Jenis Evaporator ............................................................ 19

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ....................................................... 21

3.1. Metode Pelaksanaan Rancang Bangun ............................................... 21

3.2. Tempat Dan Waktu ............................................................................. 22

3.3. Alat Dan Bahan .................................................................................. 22

3.3.1. Alat ............................................................................................... 22

3.3.2. Bahan ............................................................................................ 26

3.4. Langkah Pembuatan Mesin Pendingin Adsorpsi ................................ 26

3.4.1. Pembuatan Kolektor ..................................................................... 26

3.4.2. Pembuatan Kotak Insulasi Dan Penutup Kolektor ....................... 28

3.4.3. Pembuatan Kondensor .................................................................. 29

3.4.4. Pembuatan Evaporator .................................................................. 30

3.4.5. Pembuatan Kotak Insulasi Evaporator.......................................... 31

3.4.6. Pembuatan Rangka Mesin Pendingin ........................................... 32

3.5. Pelaksanaan Penelitian........................................................................ 33

3.6. Set-Up Eksperimental ......................................................................... 35

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN........................................................... 37

4.1. Perancangan Mesin Pendingin Adsorpsi ............................................ 37

4.1.1. Perancangan Kolektor ................................................................... 38

4.1.2. Perancangan Kondensor ................................................................ 40

4.1.3. Perancangan Evaporator................................................................ 42


vii

4.1.4. Perancangan Wadah Vaksin (Coldbox) ....................................... 43

4.1.5. Perancangan Kotak Insulasi Kolektor ........................................... 44

4.1.6. Perancangan Kaca Penutup Kolektor ............................................ 45

4.1.7. Perancangan Kotak Insulasi Evaporator........................................ 46

4.1.8. Perancangan Rangka Mesin Pendingin ......................................... 47

4.2. Data Hasil Penelitian ........................................................................... 49

4.2.1. Pengujian Hari Pertama................................................................. 50

4.2.2. Pengujian Hari Kedua ................................................................... 52

4.2.3. Pengujian Hari Ketiga ................................................................... 54

4.3. Analisa Grafik ..................................................................................... 56

4.3.1. Kolektor......................................................................................... 56

4.3.1.1. Kondisi Temperatur Pada Pengujian Hari Pertama ................ 56

4.3.1.2. Kondisi Temperatur Pada Pengujian Hari Kedua ................... 57

4.3.1.3. Kondisi Temperatur Pada Pengujian Hari Ketiga ................... 58

4.3.2. Kondensor ..................................................................................... 59




4.3.3. Evaporator ..................................................................................... 62




BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ 65

5.1. Kesimpulan ......................................................................................... 65


viii

5.2. Saran .................................................................................................... 66

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 67

LAMPIRAN .................................................................................................... xiv


ix

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

2.1. Ilustrasi Proses Adsorpsi............ ................................................... 4

2.2. Siklus Dasar Refrijerasi Adsoprsi ................................................. 6

2.3. Diagram Clapeyron Ideal Siklus Adsorpsi .................................... 7

2.4. Karbon Aktif Serbuk............ ......................................................... 9

2.5. Metanol Pro Analysis............ ...................................................... 10

2.6. Flat Plate Collectors (Kolektor Plat Datar) ............ ................... 13

2.7. Concentrating Collectors............ ................................................ 14

2.8. Evacuated Tube Collector ........................................................... 15

2.9. Air Cooled Condenser ................................................................. 16

2.10. Water Cooled Condenser ............................................................ 17

2.11. Evaporative Condenser ............................................................... 18

2.12. Bare Tube Evaporative ............................................................... 19

2.13. Plate Surface Evaporative........................................................... 20

2.14. Finned Evaporative ..................................................................... 20

3.1. Diagram Alir Perancangan .......................................................... 21

3.2. Pompa Vakum ............................................................................. 22

3.3. Cole Parmer ................................................................................. 23

3.4. Hobo Micro Station Data Logger ................................................ 24

3.5. Kotak Kolektor ............................................................................ 27

3.6. Kotak Kolektor Berisi Karbon Aktif ........................................... 27

3.7. Kolektor Setelah Terpasang Kawat Mesh................................... 27

3.8. Kolektor Setelah Di Cat Hitam ................................................... 28


x

3.9. Kotak Insulasi Dan Penutup Kolektor ......................................... 29

3.10. Kondensor .................................................................................... 30

3.11. Evaporator .................................................................................... 31

3.12. Kotak Insulasi Evaporator ............................................................ 31

3.13. Rangka Mesin Pendingin ............................................................. 32

3.14. Mesin Pendingin Adsorpsi Yang Dirakit ..................................... 33

3.15. Proses Desorpsi Mesin Pendingin Tenaga Surya Siang Hari....... 35

3.16. Proses Desorpsi Mesin Pendingin Tenaga Surya Malam Hari .... 36

4.1. Kolektor ....................................................................................... 39

4.2. Ruang Bagian Dalam Kolektor .................................................... 40

4.3. Kondensor .................................................................................... 41

4.4. Sirip Kondesor ............................................................................. 42

4.5. Evaporator .................................................................................... 43

4.6. Wadah Vaksin (Coolbox) ........................................................... 44

4.7. Kotak Insulasi Kolektor ............................................................... 44

4.8. Ruang Bagian Dalam Insulasi ...................................................... 45

4.9. Tutup Kaca Kolektor.................................................................... 45

4.10. Kotak Insulasi Evaporator............................................................ 46

4.11. Ruang Bagian Dalam Kotak Insulasi Evaporator ........................ 46

4.12. Kotak Insulasi Evaporator Bagian Atas ....................................... 47

4.13. Rangka Mesin Pendingin ............................................................. 48

4.14. Grafik Temperatur vs Waktu pada Pengujian Hari Pertama ........ 56

4.15. Grafik Temperatur vs Waktu pada Pengujian Hari Kedua .......... 57

4.16. Grafik Temperatur vs Waktu pada Pengujian Hari Ketiga .......... 58


xi

4.17. Grafik Temperatur vs Waktu pada Pengujian Hari Pertama ....... 59



4.20. Grafik Temperatur vs Waktu pada Pengujian Hari Pertama ........ 62




xii

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

2.1. Syarat Mutu Karbon Aktif............ ................................................ 9

2.2. Sifat Metanol ............................................................................... 10

3.1. Spesifikasi Pyranometer .............................................................. 33

4.1. Konduktivitas Termal Bahan ...................................................... 39

4.2. Proses Pemanasan Awal Kolektor ( 21 Oktober 2018) ............... 49

4.3. Proses Adsorpsi Siklus Pertama (28 Oktober 2018 29

Oktober 2018) ............................................................................. 50

4.4. Proses Desorpsi Siklus Pertama (29 Oktober 2018) ................... 51

4.5. Proses Adsorpsi Siklus Kedua (29 Oktober 2018 30

Oktober 2018) ............................................................................. 52

4.6. Proses Desorpsi Siklus Kedua (30 Oktober 2018) ...................... 53

4.7. Proses Adsorpsi Siklus Ketiga (30 Oktober 2018 31

Oktober 2018) ............................................................................. 54

4.8. Proses Desorpsi Siklus Ketiga (31 Oktober 2018) ...................... 55


xiii

DAFTAR SIMBOL

Simbol Keterangan Satuan

k Konduktivitas termal bahan W/m2K

A Luas permukaan m2

K Keliling m

V Volume Liter

p Panjang benda mm

t Tinggi benda mm

l lebar benda mm


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pada zaman sekarang ini, kehidupan manusia sudah tidak bisa terlepas dari

pengkondisian udara. Pengkondisian udara dan refrijerasi yang digunakan di

Indonesia masih merupakan sistem kompresi uap. Pada saat ini terdapat tiga hal

yang bertentangan dengan penggunaan pendingin sistem kompresi uap yaitu

merusak lapisan ozon, pemanasan global, dan konsumsi energi.

Seperti kita ketahui energi surya dapat dimanfaatkan sebagai sumber

energi panas dan sebagai sumber energi listrik. Salah satu aplikasi dari

pemanfaatan energi termal matahari adalah mesin pendingin tenaga surya. Mesin

ini digerakkan oleh tenaga matahari dan tidak menggunakan energi listrik atau

energi mekanik sama sekali. Dengan karakteristik iklim cuaca Indonesia, sangat

diperlukan pendinginan yang umumnya digunakan untuk pengkondisian udara.

Keunggulan utama mesin ini adalah temperatur regenerasi yang relatif rendah

sehingga cocok untuk aplikasi energi surya dan tidak memiliki bagian yang

berputar karena semua gerakan fluida memanfaatkan efek alamiah sehingga tidak

membutuhkan energi listrik.

Kebutuhan akan sistem pendingin di daerah terpencil untuk berbagai

kebutuhan seperti pengawetan atau penyimpanan bahan makanan dirasakan

semakin meningkat, sementara sistem pendingin konvensional yang ada belum

tentu bisa dipakai karena tidak semua daerah terpencil memiliki jaringan listrik,

sehingga sistem pendingin tenaga surya sederhana salah satu alternatif untuk

pemecahan permasalahan kebutuhan sistem pendingin di daerah terpencil seperti

ini.

Salah satu pemanfaatan energi surya untuk sistem pendingin adalah

dengan pemanfaatan sistem adsorpsi, pada sistem ini sebagian pengoperasiannya

berkaitan dengan pemberian panas pada generator dan tidak membutuhkan daya

sehingga lebih ekonomis dan untuk mendapatkan energi panas jauh lebih mudah,

salah-satunya dengan memanfaatkan panas dari sinar matahari.


2

Teknologi kolektor surya jauh lebih sederhana dibandingkan dengan

sistem pendingin kompresi uap dan umumnya dapat dibuat dan diperbaiki di

industri lokal. Selain kolektor surya sistem pendingin adsorpsi membutuhkan

refrijeran dan adsorben. Dalam beberapa tahun terakhir penelitian metanol sebagai

refrijeran dan karbon aktif sebagai adsorben banyak dilakukan untuk membuat

pendingin adsorpsi surya sederhana dan tanpa polusi.

1.2. Tujuan Penelitian

Tujuan dalam penelitian ini adalah:

1. Untuk merancang sebuah mesin pendingin adsorpsi dengan

pemanfaatan energi surya.

2. Untuk membuat sebuah mesin yang dapat mendinginkan vaksin.

1.3. Batasan Masalah

Dalam penelitian ini, penulis membatasi masalah pada:

1. Pada penelitian ini hanya sampai pada perancangan dan pengujian

mesin pendingin adsorpsi.

2. Membuat gambar rancangan dengan AUTOCAD .

3. Karbon aktif yang digunakan jenis serbuk sebanyak 11 kg dan metanol

yang digunakan sebanyak 3 liter.

1.4. Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini adalah:

1. Menghasilkan rekomendasi sistem pendingin yang ramah lingkungan

dan hemat energi.

2. Sebagai wacana untuk rancang bangun mesin ini lebih lanjut. Agar di

peroleh mesin yang lebih sempurna lagi.

1.5. Sistematika Penulisan

Skripsi ini disusun atas beberapa bab dengan garis besar tiap bab sebagai

berikut:


3

BAB I PENDAHULUAN

Pada bab ini membahas latar belakang penulisan skripsi, tujuan penulisan,

batasan masalah dan manfaat penulisan skripsi.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab ini membahas teori-teori yang dapat mendukung dan menjadi

pedoman dalam penyusunan skripsi. Pada bab ini dibahas refrijeran pro analisys

dan karbon aktif adsorben dan prinsip kerja mesin pendingin.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Pada bab ini membahas tentang alat dan bahan yang digunakan dan

tahapan-tahapan yang dilakukan dalam pembuatan.

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA

Pada bab ini membahas tentang data yang didapat dari pengujian alat dan

perhitungan hasilnya.

BAB V KESIMPULAN

Pada bab ini berisikan tentang kesimpulan dari skripsi yang telah selesai

dikerjakan dan saran-saran yang diperlukan untuk memperbaiki hasil penelitian

selanjutnya.

Daftar Pustaka

Daftar pustaka berisikan literatur-literatur yang digunakan untuk

menyusun laporan ini.

Lampiran

Lampiran berisikan data dari hasil penelitian yang didapatkan dan gambar

selama proses pengerjaan alat.


4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Teori Umum Adsorpsi

Adsorpsi atau penyerapan adalah suatu proses yang terjadi ketika fluida

(cairan ataupun gas) terikat pada suatu padatan atau cairan (zat penyerap,

absorbat) pada permukaannya. Adsorpsi merupakan peristiwa penyerapan pada

lapisan permukaan atau antar fasa, dimana molekul dari suatu materi terkumpul

pada bahan pengadsorpsi atau adsorben. Ditinjau dari bahan yang teradsorpsi dan

bahan pengadsorben adalah dua fasa yang berbeda, oleb sebab itu dalam peristiwa

adsorpsi, meteri teradsorpsi akan terkumpul antar muka kedua fasa tersebut. Pada

fenomena adsorpsi, terjadi gaya tarik-menarik antara substansi terserap dan

penyerapnya. Dalam sistem adsorpsi, fasa teradsorpsi dalam solid disebut adsorbat

sedangkan solid tersebut adalah adsorben. Proses adsorpsi dapat terjadi karena

adanya gaya tarik atom atau molekul pada permukaan padatan yang tidak

seimbang. Adanya gaya ini, padatan cenderung menarik molekul-molekul lain

yang bersentuhan dengan permukaan padatan, baik fasa gas atau fasa larutan

kedalam permukaannya. [1]

Aplikasi dari mesin pendingin adsorpsi ini dapat dibagi menjadi tiga

kategori yaitu untuk pendinginan ruangan (8-15oC), untuk mendinginkan

makanan dan vaksin (0-8oC), dan untuk membekukan air menjadi es (<0

oC). [5]

Gambar 2.1. Ilustrasi Proses Adsorpsi [7]


5

2.1.1. Jenis-jenis Adsorpsi

Berdasarkan interaksi molekular antara permukaan adsorben dengan

adsorbat, adsorpsi dibedakan dua jenis yaitu adsorpsi fisika dan adsropsi kimia.

[4]

1. Adsorpsi Fisika

Adsorpsi fisika merupakan adsorpsi yang terjadi karena adanya gaya

Van der Waals. Gaya Van der Waals adalah gaya tarik-menarik yang

relatif lemah antara adsorbat dengan permukaan adsorben. Pada adsorpsi

fisika, adsorbat tidak terikat kuat pada adsorben sehingga adsorbat dapat

bergerak dari suatu bagian permukaan adsorben ke bagian permukaan

adsorben lainnya dan pada permukaan yang ditinggalkan oleh adsorbat

tersebut dapat digantikan oleh adsorbat lainnya. Adsorpsi fisika

merupakan peristiwa reversibel sehingga jika kondisi operasinya diubah,

maka akan membentuk kesetimbangan yang baru. Proses adsorpsi fisika

terjadi tanpa memerlukan energi aktivasi. Ikatan yang terbentuk dalam

adsorpsi ini dapat diputuskan dengan mudah yaitu dengan pemanasan pada

temperatur sekitar 150–200oC selama 2-3 jam.

2. Adsorpsi Kimia

Adsorpsi kimia merupakan adsorpsi yang terjadi karena terbentuknya

ikatan kimia antara molekul-molekul adsorbat dengan adsorben. Ikatan

yang terbentuk merupakan ikatan yang kuat sehingga lapisan yang

terbentuk merupakan lapisan monolayer. Pada adsorpsi kimia yang

terpenting adalah spesifikasi dan kepastian pembentukan monolayer

sehingga pendekatan yang digunakan adalah dengan menentukan kondisi

reaksi. Adsorpsi kimia tidak bersifat reversibel dan umumnya terjadi pada

suhu tinggi diatas suhu kritis adsorbat. Oleh karena itu, untuk melakukan

proses desorpsi dibutuhkan energi yang lebih tinggi untuk memutuskan

ikatan yang terjadi antara adsorben dengan adsorbat.


6

2.2. Siklus Adsorpsi

Siklus adsorpsi dari mesin pendingin tenaga surya ini dapat dilihat pada

Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Siklus Dasar Refrijerasi Adsorpsi [6]

Dari gambar 2.2. diatas, kondisi awal sistem berada pada tekanan dan

temperatur rendah, adsorben memiliki konsentrasi refrijeran yang tinggi dan

vessel lain terdapat refrijeran dalam bentuk gas (gambar a). Vessel yang terdapat

adsorben dipanaskan yang mengakibatkan naiknya temperatur dan tekanan sistem

sehingga kandungn adsorbat yang ada di dalam adsorben pada kasus ini di sebut

desorpsi.

Refrijeran yang terdesorpsi kemudian terkondensasi sebagai cairan di

dalam labu kedua dengan dikeluarkannya panas ke lingkungn dimana tekanan dan

temperatur sistem masih tinggi (gambar b). Pemanasan pada labu pertama

dihentikan, lalu pada botol labu yang pertama terjadi perpindahan panas ke

lingkungan sehingga tekanan sistem menjadi rendah. Tekanan sistem yang rendah

menyebabkan adsorbat cair pada botol labu yang kedua menguap dan terserap ke


7

botol pertama yang berisi adsorben. Proses adsorpsi menghasilkan efek

pendinginan yang terjadi pada botol labu kedua, dimana pada tekanan rendah

panas dari lingkungan diserap untuk menguap adsorbat (gambar d) sampai sistem

kembali ke kondisi awal.

Gambar 2.3. Diagram Clapeyron Ideal Siklus Adsorpsi [8]

Proses yang terjadi dapat di uraikan sebagai berikut ini:

1. Proses Pemanasan (Pemberian Tekanan)

Proses pemanasan dimulai dari titik A dimana adsorben berada pada

temperatur rendah TA dan tekanan rendah Pe (tekanan evaporator).

Pada proses ini adsorbat masih berbentuk uap adsorpsi.

2. Proses Desorpsi

Proses desorpsi berlangsung pada waktu panas diberikan dari titik B

ke C sehingga adsorber mengalami peningkatan temperatur yang

menyebabkan timbulnya uap desorpsi. Sehingga, adsorbat yang

berada pada adsorben dalam bentuk gas mengalir ke kondensor untuk

mengalami proses kondensasi menjadi cair dan mengalir ke

kondensor.

3. Proses Pendinginan (Penurunan Tekanan)


8

Proses pendinginan berlangsung dari titik C ke D, adsorber

melepaskan panas dengan cara didinginkan sehingga suhu di adsorber

turun dan diikuti oleh penurunan tekanan dari tekanan kondensasi ke

tekanan evaporasi.

4. Proses Adsorpsi

Proses adsorpsi berlangsung dari titik D ke A, Adsorber terus

melepaskan panas sehingga adsorber mengalami penurunan

temperatur dan tekanan yang menyebabkan timbulnya uap adsorpsi.

Adsorbat dalam bentuk uap dihasilkan dari proses penyerapan kalor

oleh adsorbat dari air yang ada disekitar evaporator sebesar kalor laten

penguapan adsorbat tersebut.

2.3. Adsorben

Adsorben merupakan zat padat yang dapat menyerap partikel fluida dalam

suatu proses adsorpsi. Adsorben bersifat spesifik dan terbuat dari bahanbahan

yang berpori. Ada beberapa jenis adsorben yang efektif digunakan untuk mesin

pendingin adsorpsi, antara lain zeolit, silika gel, dan karbon aktif. Pemilihan jenis

adsorben dalam proses adsorpsi harus disesuaikan dengan sifat dan keadaan zat

yang akan diadsorpsi. Dalam pengujian ini jenis adsorben yang digunakan adalah

karbon aktif.

Karbon aktif merupakan suatu bahan berupa karbon armof yang sebagian

besar teridiri atas karbon bebas serta memiliki “permukaan dalam” (internal

surface) sehingga mempunyai kemampuan daya serap yang baik. Karbon aktif

umumnya mengandung senyawa karbon hingga 85% sampai 95%.

Karbon aktif dibagi atas 2 tipe, yaitu karbon aktif sebagai pemucat dan

sebagai penyerap uap. Karbon aktif sebagai pemucat biasanya berbentuk serbuk

yang sangat halus, digunakan dalam fase cair, dan berfungsi untuk memindahkan

zat - zat pengganggu yang menyebabkan warna dan bau yang tidak diharapkan

pada pelarut. Sementara karbon aktif sebagai penyerap uap biasanya berbentuk

granular atau pelet yang sangat keras, digunakan pada fase gas, dan berfungsi


9

untuk pengembalian pelarut, katalis, dan pemurnian gas. Karbon aktif yang

digunakan dapat dilihat pada gambar 2.4.

Gambar 2.4. Karbon Aktif Serbuk

Tabel. 2.1 Syarat Mutu Karbon Aktif [9]

No. Uraian Satuan Persyaratan

Butiran Serbuk

1. Bagian yang hilang pada

Pemanasan 950oC

% Maks. 15 Maks. 25

2. Air % Maks. 4,4 Maks. 15

3. Abu % Maks. 2,5 Maks. 10

4. Daya Serap mg/g Min. 750 Min. 750

5. Karbon Aktif Murni % Min. 80 Min. 65

2.4. Metanol Sebagai Adsorbat

Metanol merupakan bentuk alkohol paling sederhana. Pada keadaan

atmosfer metanol berbentuk cairan yang ringan, mudah menguap, tidak berwarna,

mudah terbakar, dan beracun dengan bau yang khas (berbau lebih ringan dari pada

etanol). Metanol digunakan sebagai bahan pendingin anti beku, pelarut, bahan

bakar dan sebagai bahan additive bagi etanol industri. Metanol diproduksi secara

alami oleh metabolisme anaerobik oleh bakteri. Hasil proses tersebut adalah uap


10

metanol (dalam jumlah kecil) di udara. Setelah beberapa hari, uap metanol

tersebut akan teroksidasi oleh oksigen dengan bantuan sinar matahari menjadi

karbon dioksida dan air.

Gambar 2.5. Metanol Pro Analysis

Untuk terjadinya suatu proses pendinginan diperlukan suatu bahan yang

mudah menguap ataupun berubah dari gas menjadi cair atau sebaliknya. Adapun

sifat metanol dapat dilihat seperti tabel berikut ini.

Tabel 2.2 Sifat Metanol [3]

Sifat Metanol

Massa Jenis 787 kg/m3

Titik Lebur -97,7oC

Titik Didih 64,5oC

Klasifikasi EU Flammable (F), Toxic (T)

Panas Laten Penguapan 1100 kJ/kg


11

2.5. Komponen – Komponen Mesin Pendingin Adsorpsi

2.5.1. Kolektor Surya

Kolektor surya dapat didefinisikan sebagai sistem perpindahan panas yang

menghasilkan energi panas dengan memanfaatkan radiasi sinar matahari sebagai

sumber energi utama. Ketika cahaya matahari menimpa absorber pada kolektor

surya, sebagian cahaya akan dipantulkan kembali ke lingkungan, sedangkan

sebagian besarnya akan diserap dan dikonversi menjadi energi panas, lalu panas

tersebut dipindahkan kepada fluida yang bersirkulasi di dalam kolektor surya

untuk kemudian dimanfaatkan guna berbagai aplikasi. [2]

Kolektor surya pada umumnya mempunyai komponen yang terdiri dari:

1. Cover

Berfungsi untuk mengurangi rugi panas secara konveksi ke

lingkungan.

2. Absorber

Berfungsi untuk menyerap panas dari radiasi cahaya matahari.

3. Kanal

Berfungsi sebagai saluran transmisi fluida kerja.

4. Isolator

Berfungsi meminimalisir kehilangan panas secara konduksi dari

absorber menuju lingkungan.

5. Frame

Berfungsi sebagai struktur pembentuk dan penahan beban kolektor.

Terdapat tiga jenis kolektor surya yang diklasifikasikan ke dalam Solar

Thermal Collector System dan juga memiliki korelasi dengan pengklasifikasian

kolektor surya berdasarkan dimensi dan geometri dari receiver yang dimilikinya.

[2]

1. Flat Plate Collectors (Kolektor Plat Datar)

Kolektor surya merupakan sebuah alat yang digunakan untuk memanaskan

fluida kerja yang mengalir kedalamnya dengan mengkonversikan energy radiasi


12

matahari menjadi panas. Fluida yang dipanaskan berupa cairan minyak , oli, dan

udara kolektor surya plat datar mempunyai temperatur keluaran dibawah 95°C.

dalam aplikasinya kolektor plat datar digunakan untuk memanaskan udara dan air.

Keuntungan utama dari sebuah kolektor surya plat datar adalah bahwa

memanfaatkan kedua komponen radiasi matahari yaitu melalui sorotan langsung

dan sebaran, tidak memerlukan tracking matahari dan juga karena desainnya yang

sederhana, hanya sedikit memerlukan perawatan dan biaya pembuatan yang

murah. Pada umumnya kolektor jenis ini digunakan untuk memanaskan ruangan

dalam rumah, pengkondisian udara, dan proses-proses pemanasan dalam industri.

[2]

Struktur kolektor plat datar:

1. Glazing

Untuk melindungi komponen di dalam kolektor dari dampak

Lingkungan. Penutup ini harus dibuat dari kaca yang dikeraskan dan

memiliki co-efisien transmisi tinggi.

2. Absorber Plate

Pelat absorber menyerap energi matahari dan mengubahnya menjadi

energi panas. Absorber terbuat dari bahan konduktivitas tinggi seperti

tembaga dengan lapisan selektif di atasnya untuk penyerapan

maksimum radiasi matahari dan emisi radiasi inframerah minimal.

3. Flow Tubes

Cairan yang mengalir melalui kolektor mengumpulkan panas dari plat

absorber. Perpindahan panas akan terjadi terutama melalui proses

konduksi dan konveksi. Oleh karena itu, tabung harus terbuat dari

bahan konduktivitas tinggi seperti tembaga.

4. Insulation

Isolasi termal mengurangi hilangnya panas yang tidak diinginkan dari

bagian belakang dan samping kolektor. Isolasi juga harus mampu

menahan suhu maksimum plat absorber.


13

Gambar 2.6. Flat Plate Collectors (Kolektor Plat Datar) [10]

2. Concentrating Collector

Jenis ini dirancang untuk aplikasi yang membutuhkan energi panas pada

temperature antara 100°C – 400°C. Kolektor surya jenis ini mampu memfokuskan

energi radiasi cahaya matahari pada suatu receiver, sehingga dapat meningkatkan

kuantitas energi panas yang diserap oleh absorber. Spesifikasi jenis ini dapat

dikenali dari adanya komponen konsentrator yang terbuat dari material dengan

transmisivitas tinggi. Berdasarkan komponen absorber-nya jenis ini dikelompokan

menjadi dua jenis yaitu Line Focus dan Point Focus.

Agar cahaya matahari selalu dapat difokuskan terhadap tabung absorber,

concentrator harus dirotasi. Pergerakan ini disebut dengan tracking. Temperatur

fluida melebihi 400oC dapat dicapai pada sistem kolektor ini. [2]

Struktur dari concentrating collector dapat dilihat pada gambar 2.7:

1. Receiver

Berfungsi untuk menangkap panas dari radiasi cahaya matahari.

Kadang receiver juga diselimuti dengan kaca tabung transparan untuk

mengurangi heat loss.

2. Concentrate reflective surface

Berfungsi untuk mengkonsentrasikan panas radiasi cahaya matahari

ke insulated tube yang berisi refrijeran yang menghantarkan panas

dari kolektor ke boiler.


14

3. Tracking mechanism

Berfungsi untuk merotasi tabung absorber agar fokus terhadap cahaya

matahari.

Gambar 2.7. Concentrating Collector [11]

3. Evacuated Tube Collector

Jenis ini dirancang untuk menghasilkan energi panas yang lebih tinggi

dibandingkan dengan dua jenis kolektor surya sebelumnya. Keistimewaannya

terletak pada efisiensi transfer panasnya yang tinggi tetapi faktor kehilangan

panasnya yang relatif rendah. Hal ini dikarenakan fluida yang terjebak diantara

absorber dan covernya dikondisikan dalam keadaan vakum, sehingga mampu

meminimalisasi kehilangan panas yang terjadi secara konveksi dari permukaan

luar absorber menuju lingkungan. [12]

Kolektor evacuated tube memiliki sub kategori yang berbeda berdasarkan

bahan yang digunakan dan kebutuhan aplikasi. Masa pakai evacuated tube

bervariasi dari 5 hingga 15 tahun. Karakteristik utama dari kolektor evacuated

tube harus:

1. Mampu bertahan dalam berbagai kondisi lingkungan, seperti hujan

debu dan lain – lain.

2. Mampu mempertahankan variasi suhu yang lebar.

3. Resistensi terhadap kebocoran pada setiap bagian dari sistem.

4. Stabil dan tahan lama.

5. Mudah diinstal.

6. Efisiensi dalam konversi energi.


15

Gambar 2.8. Evacuated Tube Collector [13]

2.5.2. Kondensor

Kondensor adalah alat untuk membuat kondensasi bahan pendingin gas

dari kompresor dengan suhu tinggi dan tekanan tinggi. Kondensor merupakan

jaringan pipa yang berfungsi sebagai pengembunan. Refrijeran yang yang

dipompakan dari kompresor akan mengalami penekanan sehingga mengalir ke

pipa kondensor, kemudian mengalami pengembunan. Dari sini refrijeran yang

sudah mengembun dan menjadi zat cair akan mengalir menuju pipa evaporator.

Kondensor sebagai alat penukar kalor berguna untuk membuang kalor

dan mengubah wujud refrijeran dari uap menjadi cair. Faktor-faktor yang

mempengaruhi kapasitas kondensor adalah:

1. Luas muka perpindahan panasnya meliputi diameter pipa kondensor,

panjang pipa kondensor, dan karakteristik pipa kondensor.

2. Aliran udara pendinginnya secara konveksi natural atau aliran paksa oleh

fan.

3. Perbedaan suhu antara refrijeran dengan udara luar.

4. Sifat dan karakteristik refrijeran di dalam sistem.

Kondensor ditempatkan di luar ruangan yang sedang didinginkan, agar

dapat melepaskan panas saat mengkondensasi methanol pada proses desorpsi.

Tekanan refrijeran yang meninggalkan kondensor harus cukup tinggi untuk


16

mengatasi gesekan pada pipa dan tahanan dari alat ekspansi, sebaliknya jika

tekanan di dalam kondensor sangat rendah dapat menyebabkan refrijeran tidak

mampu mengalir melalui alat ekspansi. [14]

2.5.2.1. Jenis-Jenis Kondensor

Menurut zat yang mendinginkannya, kondensor dapat dibagi menjadi tiga

jenis yaitu : [14]

1. Kondensor Berpendingin Udara (Air Cooled Condenser)

Air Cooled Condenser adalah kondensor yang menggunakan udara

sebagai cooling mediumnya, biasanya digunakan pada sistem berskala rendah dan

sedang dengan kapasitas hingga 20 ton refrijerasi. Air Cooled Condenser

merupakan peralatan AC (Air Conditioner) standard untuk keperluan rumah

tinggal (residental) atau digunakan di suatu lokasi di mana pengadaan air bersih

susah diperoleh atau mahal. Untuk melayani kebutuhan kapasitas yang lebih besar

biasanya digunakan multiple air cooled condenser. Udara sebagai pendingin

kondensor dapat mengalir secara alamiah atau dialiri paksa oleh fan. Kulkas pada

umumnya menggunakan kondensor berpendingin udara secara alamiah (konveksi

natural) yang umum disebut sebagai kondensor statis. Fan dapat meniupkan udara

kearah kondensor dalam jumlah yang lebih besar, sehingga dapat memperbesar

kapasitas pelepasan panas oleh kondensor. Air Cooled Condenser dapat dilihat

pada gambar 2.9.

Gambar 2.9. Air Cooled Condenser [15]


17

2. Kondensor Berpendingin Air (Water Cooled Condenser)

Kondensor jenis ini digunakan pada sistem yang berskala besar untuk

keperluan komersil di lokasi yang mudah memperoleh air bersih. Kondensor jenis

ini menjadi pilihan yang ekonomis bila terdapat suplai air bersih mudah dan

murah. Pada umumnya kondensor seperti ini berbentuk tabung yang di dalamnya

berisi pipa (tubes) tempat mengalirnya air pendingin. Uap refrijeran berada di luar

pipa tetapi di dalam tabung (shell). Kondensor seperti ini disebut shell and tube

water cooled condenser. Air yang menjadi panas, akibat kalor yang dilepas oleh

refrijeran yang mengembun, kemudian air yang telah menjadi panas ini

didinginkan di dalam alat yang disebut menara pendingin (cooling tower). Setelah

keluar dari cooling tower, air menjadi dingin kembali dan disalurkan dengan

pompa kembali ke kondensor. Dengan cara inilah pendingin disirkulasikan.

Kondensor jenis ini biasanya digunakan pada sistem berkapasitas besar. Water

cooled condenser dapat dilihat pada gambar 2.10.

Gambar 2.10. Water Cooled Condenser [16]

3. Kondensor Berpendingin Campuran Udara dan Air (Evaporative

Condenser)

Kondensor jenis ini merupakan kombinasi dari kondensor berpendingin

udara dan kondensor berpendingin air. Koil kondensor ini diletakkan berdekatan

dengan media pendinginnya yang berupa udara tekan dan air yang disemprotkan

melalui suatu lubang nozzle. Kondensor jenis ini disebut juga evaporative

condenser. Kondensornya sendiri berbentuk seperti kondensor dengan pendingin

air, namun diletakkan di dalam menara pendingin. Percikan air dari atas menara

akan membasahi muka kondensor jadi kalor dari refrijeran yang mengembun


18

diterima oleh air dan kemudian diberi pada aliran udara yang mengalir dari bagian

bawah ke bagian atas menara. Sebagai akibatnya air yang telah menjadi panas

tersebut diatas, didinginkan oleh aliran udara, sehingga pada saat air mencapai

bagian bawah menara, air ini sudah menjadi dingin kembali. Selanjutnya air

dingin ini dipompakan ke bagian atas menara demikian seterusnya. Dalam negara

yang bermusim empat, pada musim dingin sering kali tidak dibutuhkan percikan

air dari atas menara, karena udara sudah cukup dingin dan mampu secara

langsung menerima beban kondensor. Dalam keadaan seperti ini, dikatakan bahwa

evaporative condenser dioperasikan secara kering. Maka evaporative condenser

ini akan berfungsi seperti kondensor berpendingin udara. Gambar evaporative

condenser dapat dilihat pada gambar 2.11.

Gambar 2.11. Evaporative Condenser [17]

2.5.3. Evaporator

Evaporator dalam sistem refrijerasi adalah alat penukar kalor yang

memegang peranan penting di dalam siklus refrijerasi, yaitu mendinginkan media

sekitarnya Tujuan sistem refrijerasi adalah untuk membebaskan panas dari fluida

seperti udara, air atau beberapa benda yang lain. Evaporator diletakkan dibagian

unit pendingin dari lemari pendingin dan akan bersentuhan langsung dengan

media yang akan didinginkan, yaitu air. Cairan metanol akan menguap pada saat


19

temperatur adsorben naik atau pada saat pemanasan adsorben. Metanol akan

mencair dikondensor dan cairannya akan terkumpul kembali di evaporator, dan

malam hari temperatur adsorben akan turun perlahan – lahan dan akan menyerap

metanol. Akibatnya metanol akan menguap dan menyerap kalor dari sekitarnya

sehingga temperatur akan turun. [4]

2.5.3.1. Jenis Evaporator

Berdasarkan bentuk dan permukaan koilnya, evaporator dibagi menjadi 3

macam, yaitu : [1]

1. Evaporator Pipa Telanjang (Bare Tube Evaporator)

Evaporator ini umumnya terbuat dari tembaga atau baja. Untuk bahan

tembaga biasanya digunakan pada evaporator yang berukuran kecil

dimana refrijeran yang digunakan adalah selain dari ammonia.

Sedangkan untuk bahan baja biasanya digunakan pada evaporator yang

berukuran besar dimana refrijeran yang digunakan adalah ammonia.

Gambar bare tube evaporator dapat dilihat pada gambar 2.12.

Gambar 2.12. Bare Tube Evaporator [18]

2. Evaporator Plat (Plate Surface Evaporator)

Dalam evaporator jenis ini, sering digunakan sebagai permukaan untuk

pemanasan, bukanlah tabung atau shell penukar kalor. Assembling dari

pada piring ini mempunyai kesamaan dengan piring penukar kalor yang

dilengkapi dengan laluan uap dalam jumlah besar. Gambar plate surface

evaporator dapat dilihat pada gambar 2.13.


20

Gambar 2.13. Plate Surface Evaporator [19]

3. Evaporator Bersirip (Finned Evaporator)

Evaporator bersirip adalah tipe bare tube evaporator yang ditutupi

dengan sirip. Ketika fluida (udara atau air) yang akan didinginkan

mengalir melalui bare tube evaporator, terdapat banyak efek

pendinginan dari refrijeran yang terbuang sia-sia karena kurangnya

permukaan untuk mentransfer panas dari cairan ke refrijeran. Fluida

cenderung mengalir di antara ruang terbuka dari tabung dan tidak

bersentuhan langsung dengan permukaan kumparan, maka itu bare tube

evaporator menjadi kurang efektif. Sirip pada permukaan luar dari bare

tube evaporator meningkatkan kontak permukaan dari tabung logam

dengan fluida dan meningkatkan laju perpindahan panas, sehingga finned

evaporator lebih efektif dibandingkan dengan bare tube evaporator.

Gambar finned evaporator dapat dilihat pada gambar 2.14.

Gambar 2.14. Finned Evaporator [20]


21

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Metode Pelaksanaan Rancang Bangun

Dalam pelaksanaan penelitian ini dilakukan kegiatan-kegiatan yang

meliputi tahapan yaitu:

Gambar 3.1. Diagram Alir Perancangan

Study Literatur

Perancangan Mesin Pendingin Adsorpsi

Tahapan Persiapan, Survei dan Pembelian Alat dan Bahan

Pembuatan

Kolektor

Pembuatan

Kondensor

Pembuatan

Evaporator

Assembling Mesin Pendingin

Bocor

Mulai

Selesai

Pengujian

Mesin

Pendingin


22

3.2. Tempat Dan Waktu

Penelitian ini dilakukan dilantai 4 gedung Magister Teknik Mesin,

Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang berlangsung pada tanggal 28-31

Oktober 2018.

3.3. Alat Dan Bahan

3.3.1. Alat

Adapun alat-alat yang digunakan selama penelitian ini berlangsung adalah

sebagai berikut ini :

1. Pompa Vakum

Pompa vakum adalah sebuah alat yang digunakan untuk menurunkan

tekanan sistem hingga mencapai tekanan vakum dan juga untuk

mengeluarkan zat-zat pengotor seperti uap air dan debu yang berada

didalam sistem.

Gambar 3.2. Pompa Vakum

Spesifikasi:

a. Merek : Robinair

b. Model No. : 15601

c. Capacity : 142 liter/menit


23

d. Motor : ½ HP Volts : 110-115 V / 220-250 V

2. Cole Parmer

Cole Parmer adalah sistem akuisisi data untuk mengukur temperatur

sistem.

Gambar 3.3. Cole Parmer

Spesifikasi alat

a. Merek : Cole Parmer

b. Tipe Produk : High Accuracy Data Acquistion Boards

c. Model : USB-TC

d. Input analog : 8 Differential (Tin)

e. Digital I/O : 8 bit (bi-directional)

f. Input Range : 0,080 V (thermocouple : J,K,T,E,R,S,N atau B)

g. Daya : 5 Volt (dari USB yang ditransfer oleh PC)

3. Termokopel

Adapaun termokopel yang digunakan adalah termokopel tipe J dengan

tingkat ketelitian 0,1 °C.

4. Manometer Vakum

Manometer vakum adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur

tekanan vakum pada sistem dalam satuan mmHg.


24

Spesifikasi alat :

a. Merek : Armatherm

b. Tekanan vakum maksimum : -760 mmHg

5. Hobo Micro Station Data Logger

Hobo Micro Station adalah sebuah alat pencatat data dari 3 sensor pencatat

microclimates multi channel (intensitas radiasi matahari, kecepatan, angin,

dan kelembaban relatif). Mikro station ini menggunakan sebuah jaringan

yang terhubung dengan beberapa sensor pintar yang berfungsi untuk

melakukan pengukuran. Terdiri dari sebuah data logger yang terhubung

dengan perangkat komputer dan beberapa sensor yang dipasang pada

sebuah penyangga.

Gambar 3.4. Hobo Micro Station Data Logger

Spesifikasi :

a. Ukuran : 8,9 cm x 11,4 cm x 5,4 cm

b. Berat : 0,36 kg

c. Skala Pengoperasian : - 200 – 500C dengan baterai alkalin

- 400 – 700C dengan baterai litium

d. Input Sensor : 3 buah sensor pintar multi channel monitoring

e. Memori Internal : 512K Penyimpanan data nonvolatile flash.


25

f. Interval Pengukuran : Tidak Terbatas

g. Akurasi Waktu : 0 sampai 2 detik untuk titik data pertama dan

±5 detik untuk setiap minggu pada suhu 25°C

Komponen yang digunakan untuk mengukur intensitas radiasi

matahari adalah pyranometer. Berikut tabel spesifikasi dari pyranometer

yang digunakan:

Tabel 3.1. Spesifikasi Pyranometer [21]

Parameter

Pengukuran

Intensitas radiasi dengan interval 1 detik

Rentang pengukuran 0 sampai 1280 W/m2

Temperatur kerja -40° C to 75 °C (-40° F to 167 °F)

Akurasi ± 10,0 W/m2 or ± 5%. Tambahan temperatur

error 0,38 W/m2/°C from 25 °C (0,21 W/m2/°F

from 77 °F)

Resolusi 1,5 W/m2

Penyimpangan < ± 2% per Year

Panjang kabel 3 meter (9,8 ft)

Berat 120 gram

Dimensi 41 mm Height × 32 mm Diameter (1 5/8" ×1

1/4")

6. Laptop

Laptop digunakan untuk penyimpanan serta pengolahan data yang dikirim

dari data logger Cole Parmer dan Hobo Microstation data logger.

3.3.2. Bahan


26

Adapun bahan-bahan yang digunakan selama proses penelitian adalah

sebagai berikut:

1. Plat aluminium dengan tebal 3 mm dan 2 mm secukupnya untuk membuat

kolektor, kondensor, dan evaporator.

2. Pipa aluminium dengan tebal ¾ inch sepanjang 3 meter

3. Pipa alumunium dengan tebal 1 inch sepanjang 1 meter

4. Karbon aktif serbuk sebanyak 11 kg

5. Metanol Pro analisis (kemurnian 99%) sebanyak 3 liter

6. Selang radiator ¾ inch sepanjang 2 meter

7. Isolasi secukupnya seperti busa hitam, rockwool, styrofoam, dan busa kft

8. Lem Dextone dan lem red

9. Triplek secukupnya

10. Kaca transparan tebal 5 mm 2 lembar

11. Plat besi siku secukupnya

12. Cat hitam doff secukupnya

13. Kawat kasa stainless 1×1 dengan ukuran mesh 400

14. Sambungan pipa sebanyak 4 buah

15. Roda 4 buah

16. Lakban secukupnya

17. Doubletip secukupnya

18. Vaksin 1 botol

3.4. Langkah Pembuatan Mesin Pendingin Adsorpsi

3.4.1. Pembuatan Kolektor

Adapun langkah-lahkah pembuatan kolektor adalah sebagai berikut :

1. Plat aluminium dipotong sesuai dengan desain yang telah dibuat.

2. Plat dibentuk menjadi bebentuk kotak tanpa tutup atas terlebih dahulu.

3. Sirip kolektor dilas didalam kotak.


27

Gambar 3.5. Kotak Kolektor

4. Masukkan karbon aktif sebanyak 11 kg secara merata kemudian tutup

dengan kawat kasa dengan nomor mesh 400 agar karbon aktif tidak jatuh

dari kolektor dan tidak terhisap oleh pompa vakum kemudian beri

penyangga mesh agar tidak jatuh.

Gambar 3.6. Kotak Kolektor Berisi Karbon Aktif

Gambar 3.7. Kolektor Setelah Terpasang Kawat Mesh


28

5. Tutup kotak dengan plat aluminium yang dilengkapi dengan 2 pipa

alumunium sebagai saluran adsorpsi dan desorpsi.

6. Seluruh sambungan kotak harus dilas dengan baik agar tidak terjadi

kebocoran.

7. Tes kebocoran dengan menggunakan pompa vakum dengan cara

memompa kolektor sampai tekanan tertentu lalu matikan pompa dan tutup

saluran, bila tekanan vakum tidak menurun maka kolektor sudah tidak

bocor.

8. Cat kolektor dengan menggunakan cat warna hitam.

.

Gambar 3.8. Kolektor Setelah Di Cat Hitam

3.4.2. Pembuatan Kotak Insulasi Dan Penutup Kolektor

Adapun langkah-langkah untuk membuat kotak insulasi dan penutup

kolektor adalah sebagai berikut:

1. Siapkan kayu, styrofoam, rockwool,busa kft, busa hitam dan aluminium

foil.

2. Bentuk kotak insulasi dengan kayu sesuai dengan desain yang dibuat.

3. Masukkan material insulasi kedalam kotak sesuai dengan ukuran yang

telah direncanakan.

4. Bungkus material insulasi dengan aluminium foil.

5. Buat lubang untuk dua pipa kolektor.


29

6. Pasang penutup kolektor yang telah dibuat lalu hubungkan dengan engsel.

Gambar 3.9. Kotak Insulasi Dan Penutup Kolektor

3.4.3. Pembuatan Kondensor

Langkah-langkah dalam pembuatan kondensor pada penelitian ini adalah

sebagai berikut :

1. Siapkan plat dan pipa aluminium diameter ¾ inch sepanjang 3 meter dan 1

inch sepanjang 1 meter.

2. Potong pipa sesuai dengan desain yang telah dibuat.

3. Potong plat alumunium sebanyak 15 lembar sesuai dengan ukuran yang

telah direncanakan untuk sirip kondensor.

4. Sambungkan bahan-bahan yang telah dibentuk dan las dengan baik agar

tidak terjadi kebocoran.

5. Uji kondensor dengan pompa vakum untuk mengetahui ada tidaknya

kebocoran pada kondensor.

6. Jika tidak ada kebocoran maka kondensor siap untuk digunakan.


30

Gambar 3.10. Kondensor

3.4.4. Pembuatan evaporator

Langkah-langkah dalam pembuatan evaporator pada penelitian ini adalah

sebagai berikut :

1. Siapkan plat alumunium dengan tebal 3 mm dan pipa alumunium dengan

diameter ¾ inch .

2. Potong plat dan pipa sesuai dengan bentuk dan dimensi yang sudah

ditentukan.

3. Sambungkan plat dan pipa yang telah dipotong dengan cara dilas

sambungkan juga wadah untuk vaksin.

4. Uji evaporator dengan pompa vakum untuk mengetahui ada tidaknya

kebocoran.

5. Jika tidak ada kebocoran maka evaporator siap untuk digunakan.


31

Gambar 3.11. Evaporator

3.4.5. Pembuatan Kotak Insulasi Evaporator

Langkah-langkah dalam pembuatan kotak insulasi evaporator pada

penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Siapkan triplek, styrofoam, busa hitam, busa kft, rockwool dan aluminium

foil.

2. Bentuk kotak dengan menggunakan triplek.

3. Masukkan material insulasi kedalam kotak sesuai dengan ukuran yang

telah direncanakan.

4. Bungkus material insulasi dengan aluminium foil.

Gambar 3.12. Kotak Insulasi Evaporator

3.4.6. Pembuatan Rangka Mesin Pendingin


32

1. Siapkan plat besi siku dengan dimensi 40 mm × 40 mm × 3 mm, plat strip

dengan dimensi 30 mm × 30 mm × 3 mm, plat besi dengan dimensi 600

mm × 600 mm × 2 mm, dan roda 4 buah.

2. Potong plat siku dan plat strip sesuai dengan bentuk dan dimensi yang

sudah ditentukan.

3. Sambungkan plat siku dengan plat siku agar membentuk rangka utama

sedangkan plat strip di gunakan untuk menahan sisi rangka utama dan sisi

rangka kolektor.

4. Sambungkan plat besi dengan plat siku untuk menahan kotak insulasi

evaporator.

5. Pasang roda dan cat rangka agar tidak mudah berkarat.

Gambar 3.13. Rangka Mesin Pendingin

3.5. Pelaksanaan Penelitian


33

Adapun langkah-langkah pelaksanaan penelitian adalah sebagai berikut

ini:

1. Assembling, setelah komponen-komponen selesai dibuat, langkah

selanjutnya adalah proses asembling yaitu penyambungan, Kolektor,

kondensor dan evaporator disambungkan menggunakan pipa dan selang

radiator serta dipasang katup penghubung dan manometer vacum untuk

mengetahui tekanan vakum. Bagian yang disambungkan seperti pipa,

selang maupun komponen lainnya harus di lem dengan baik agar tidak

terjadi kebocoran.

2. Setelah proses assembling selesai, pasang kabel thermokopel disetiap titik

yang akan diteliti suhunya lalu cek apakah kabel error atatu tidak dengan

menggunakan cole parmer.

Gambar 3.14. Mesin Pendingin Adsorpsi Yang Dirakit

3. Setelah semua kabel dalam kondisi baik, maka penelitian pun mulai

dilakukan dengan menjemur mesin pendingin yang tujuannya untuk

menguapkan dan mengeluarkan air dan gas yang tidak diinginkan yang

masih terdapat pada adsorber sehingga adsorber dapat menyerap metanol

lebih maksimal nantinya.


34

4. Vakumkan sistem dengan pompa vakum untuk mengeluarkan gas dan uap

air serta partikel-partikel kotoran dari adsorber.

5. Setelah gas, uap air dan partikel kotoran keluar dari sistem, masukkan

metanol kedalam evaporator sebanyak 3 liter.

6. Vakumkan kembali sistem hingga mencapai tekanan vakum maksimum.

7. Setelah tekanan vakum tercapai, tutup katup pemvakuman, tutup katup

evaporator ke kondensor (jalur desorpsi) dan buka katup evaporator ke

kolektor (jalur adsorpsi) lalu buka kaca penutup kolektor untuk

mepermudah penurunan temperatur dan tekanan pada kolektor.

8. Proses adsorpsi terjadi pada malam hari, temperatur pada proses adsorpsi

turun seiring dengan turunnya temperatur lingkungan. Turunnya

temperatur menyebabkan turunnya tekanan adsorpsi sehingga metanol

akan menguap didalam evaporator dan naik ke kolektor, karna karbon aktif

memiliki sifat daya serap tinggi makan metanol yang menguap akan

diserap oleh karbon aktif di kolektor. Selama proses penguapan, metanol

akan menyerap kalor lingkungan yang ditinggalkannya sebesar kalor laten

penguapannya. Hal ini menyebabkan adanya efek pendinginan yang

mengakibatkan temperatur lingkungan di sekitarnya juga akan turun.

9. Proses desorpsi dimulai pada pukul 08.00 WIB – 17.00 WIB, kaca

kolektor dipasang kembali. Tutup katup jalur adsorpsi dan buka katup

jalur desorpsi. Kemudian mesin pendingin di jemur di bawah sinar

matahari. Dengan naiknya temperatur kolektor hingga diatas titik didih

metanol maka metanol akan menguap dan mengalir ke kondensor, pada

kondensor uap metanol tersebut akan mengalami perubahan fasa dari uap

menjadi cair lalu mengalir ke evaporator.

10. Selama proses penelitian, temperatur diperoleh dari cole parmer yang di

ukur setiap 30 menit dan tekanan diperoleh dari manometer vakum yang

dipasang yang dicatat secara manual setiap 30 menit.

3.6. Set-Up Eksperimental


35

Gambar 3.15. Proses Desorpsi Mesin Pendingin Tenaga Surya Siang Hari

Proses desorpsi terjadi karena panas yang di dapat dari sinar matahari

berpindah secara radiasi ke Kolektor. Refrijeran yang berada di Kolektor yaitu

karbon aktif akan menimbulkan uap desorpsi, uap ini akan mengalir ke

Evaporator melalui selang, dan uap ini akan berubah fasa menjadi cair di dalam

Evaporator.

Kemudian kolektor melepaskan panas, sehingga kolektor mengalami

penurunan temperatur dan tekanan yang menyebabkan timbulnya uap adsorpsi.

Adsorbat dalam bentuk uap mengalir dari evaporator ke kondensor dan kemudian

ke kolektor. Adsorbat dalam bentuk uap di hasilkan dari proses penyerapan kalor

Matahari

Kondensor

Evaporator

Kolektor

Re

frij

era

n

Cole parmer Laptop

Mesin Pendingin


36

oleh adsorbat dari lingkungan sebesar kalor laten penguapan adsorbat tersebut.

Proses ini berlangsung pada tekanan saturasi yang rendah sehingga penyerapan

kalor berlangsung pada tekanan yang rendah pula. Proses tersebut dinamakan

adsorpsi.

Gambar 3.16. Proses Adsorpsi Mesin Pendingin Tenaga Surya Malam Hari

Kondensor

Evaporator

Kolektor

Cole parmer Laptop

Bulan

Mesin pendingin


37

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Perancangan Mesin Pendingin Adsorpsi

Pengujian mesin pendingin siklus adsorpsi tenaga surya ini telah banyak

dilakukan di berbagai negara dan beberapa orang telah melakukannya di

Departemen Teknik Mesin, Universitas Sumatera Utara. Maka pengujian ini juga

didasari oleh penelitian-penelitian tersebut. Dari hasil penelitian yang telah

dilakukan sebelumnya dapat disimpulkan bahwa:

1. Untuk absorber berukuran 1 (satu) m2, jumlah absorben yang digunakan

adalah 20 – 26 kg (Pons dan J.J. Guilleminot, 1986)

2. Jumlah metanol yang mampu diserap bisa mencapai 26% dari jumlah

karbon aktif yang digunakan (Hussein, 2008).

3. Untuk 1 kg adsorben karbon aktif, jumlah refrijeran yang digunakan

sebanyak 350 mL.

Berdasarkan kesimpulan tersebut, maka jumlah adsorben yang digunakan

pada kolektor dengan luas 0,5 m2 adalah 11 kg. Dalam penelitian ini, peneliti

menggunakan adsorben sebanyak 11 kg. Adapun refrijeran metanol yang dipakai

sebanyak 3 liter dan vaksin sebanyak 10 ml.

Adapun parameter perancangan sebagai berikut:

a) Perancangan fungsional, mesin pendingin adsorpsi yang akan dirancang

adalah mesin pendingin adsorpsi dengan memanfaatkan sinar matahari

untuk mendinginkan vaksin. Dalam merancang mesin pendingin adsorpsi

hal-hal yang perlu di pertimbangkan adalah mengubah energi radiasi

matahari menjadi energi termal sehingga mampu menghasilkan temperatur

maksimum pada proses desorpsi, jumlah adsorben dan adsorbat sebagai

pasangan refrijeran, jumlah vaksin yang akan di dinginkan, dengan

keadaan pada sistem ini adalah vakum, dan mampu mencapai temperatur


38

yang serendah mungkin untuk membuat proses adsorpsi berlangsung

sempurna.

b) Perancangan struktural, mesin pendingin adsorpsi yang akan dirancang

memiliki 3 komponen utama yaitu kolektor, kondensor, dan evaporator.

Kolektor ini digunakan sebagai tempat berkumpulnya energi panas yang di

dapat dari radiasi matahari selama proses desorpsi berlangsung, sehingga

adsorben yang berada di kolektor yaitu karbon aktif akan menimbulkan

uap desorpsi, tipe kolektor yang digunakan adalah tipe plat datar, material

yang digunakan adalah aluminium dengan luas kolektor 0,5 m2

sehingga

dimensi di dapat 1000 mm × 500 mm, kapasitas tampung karbon aktif

adalah 12,5 kg, maka dimensi total didapat 1000 mm × 500 mm × 70 mm.

Kondensor ini digunakan sebagai tempat pengkondensasian uap desorpsi,

kondensor ini di dinginkan secara konveksi udara alami, tipe kondensor

yang digunakan adalah tipe pipa bersirip, material yang digunakan adalah

aluminium, dan dengan luas perpindahan panas sebesar 0,564 m2.

Evaporator ini digunakan sebagai tempat pendinginan vaksin, dimana

vaksin diletakkan di dalam coldbox dan coldbox berada di dalam

evaporator, tipe evaporator yang digunakan adalah tipe box, kapasitas

tampung metanol sebesar 3,5 Liter, dengan dimensi evaporator adalah

170 × 170 × 140.

Adapun parameter pengujian adalah mengetahui pencapaian pendinginan

vaksin pada perancangan yang di dapatkan dari pengujian yang telah dilakukan.

4.1.1. Perancangan Kolektor

Berikut adalah perhitungan dimensi kolektor pada perancangan:

Luas penampang kolektor

:

2 ( p.l + p.t + l.t ) = 2(1000 mm × 500 mm + 1000 mm × 70 mm + 500

mm × 70 mm)

= 1,21 m2

Volume kolektor

: p.l.t = 1000 mm × 500 mm × 70 mm = 0,025 m3


39

V = p.l.t = 500 mm × 50 mm × 50 mm = 0,00125 m3

Jadi total karbon aktif yang dapat di tampung :

V = 10 × 0,00125 m3 = 0,0125 m

3 = 12,5 kg

Tabel 4.1. Konduktivitas Termal Bahan [17]

Bahan k (W/m.K)

Aluminium 237

Rockwool 0,045

Styrofoam 0,040

Busa Hitam 0,033

Kayu 0,14

Kaca 0,761

Berikut ini merupakan bentuk kolektor yang telah di rancang:

Gambar 4.1. Kolektor


40

Gambar 4.2. Ruang Bagian Dalam Kolektor

Keterangan gambar:

a. Material : Aluminium

b. Diemnsi luar : 1000 mm × 500 mm × 70 mm

c. Tebal plat : 3 mm

d. Dimensi sirip kolektor : 994 mm × 50 mm × 2 mm

e. Tebal sirip : 2 mm

f. Jarak antar sirip : 48 mm

g. Jumlah sirip : 9 Buah

h. Diameter pipa kolektor : 19 mm

i. Diameter kawat kasa : 0,037 mm

j. Tebal penyangga kawat kasa : 3 mm

Pada perancangan 9 buah sirip berisi 10 wadah karbon aktif tiap wadah

berisi 1 kg karbon aktif agar tidak terjadi penumpukan dan pembagiannya lebih

merata.

4.1.2. Perancangan Kondensor

Berikut ini adalah perhitungan dimensi kondensor pada perancangan:

Plat aluminium

Luas plat: Aplat = 2(p.l+p.t+l.t) = 2(0,4×0,07+0,4×0,002+0,07×0,002)

= 0,0289 m2

Jadi, untuk 15 plat:

Plat

Aluminium

Penyangga

Mesh

Sirip


41

Aplat = 15 × 0,026 m2 = 0,39 m

2

Keliling plat:

K = 4(p+l+t) = 4(0,4 + 0,07 + 0,002) = 1,888 m

Pipa 3/4"

Luas pipa 3/4":

Apipa= 2 (r + t) =2(3,14)(0,0095 m)(0,0095 m +0,36 m)

= 0,022 m2

Jadi, untuk 5 pipa 3/4": Apipa = 5 × 0,022 m2 = 0,11 m

2

Pipa 1"

Luas pipa 1":

Apipa : 2 (r + t) = 2(3,14) (0,0125 m) (0,0125 m + 0,4 m)

= 0,032 m2

Jadi, untuk 2 pipa 1": Apipa = 2 × 0,032 m2 = 0,064 m

2

Maka, = 0,39 m2 + 0,11 m

2 + 0,064 m

2 = 0,564 m

2

Berikut ini merupakan bentuk kondensor yang telah di rancang:



42

Gambar 4.4. Sirip Kondensor

Keterangan gambar:


b. Tinggi kondensor : 530 mm

c. Lebar kondensor : 400 mm

d. Jumlah pipa : 5 Buah

e. Diameter pipa : 3/4" (19 mm) dan 1" (25 mm)

f. Jumlah sirip kondensor : 15 Buah

g. Dimensi sirip kondensor : 400 mm × 70 mm × 2 mm

h. Jarak antar sirip : 20,5 mm

Fungsi sirip adalah untuk memperluas daerah perpindahan panas pada

kondensor terhadap lingkungan atau udara sehingga luas permukaan kondensor

lebih besar yang bersentuhan dengan udara. Pada penelitian di digunakan 15 buah

sirip karena untuk mempermudah proses pengerjaan dan tidak terlalu rapat.

4.1.3. Perancangan Evaporator

Berikut ini adalah perhitungan dimensi evaporator pada perancangan:

Luas penampang evaporator:

Aevap = 2(p.l+p.t+l.t) = 2(170 170 +170 140 + 170 140) = 0.153 m2

Luas penampang coldbox:

Acoldbox = 2(p.l+p.t+l.t) = 2(100 100 +100 50 + 100 50) = 0,02 m2

Jadi,

Aevap total = Aevap Acoldbox = 0.153 m2 0,02 m

2 = 0,133 m

2

Volume evaporator:

Vevap = p l t = 170 170 140 = 4046000 mm3 = 4,046 L


43

Volume coldbox:

Vcoldbox = p l t = 100 100 50 = 500000 mm3 = 0,5 L

Jadi volume metanol pada evaporator,

Vevap total = Vevap Vcoldbox = 4,046 L 0,5 L = 3,546 L

Berikut ini merupakan bentuk evaporator yang telah di rancang:

Gambar 4.5. Evaporator

Keterangan gambar:


b. Tebal : 3 mm

c. Dimensi : 170 mm × 170 mm × 240 mm

d. Dimensi pipa : 19 mm × 100 mm (3/4")

e. Jumlah pipa : 3 Buah

f. Volume maksimum : 3,5 Liter

4.1.4. Perancangan Wadah Vaksin (Coldbox)

Berikut merupakan bentuk dan dimensi dari wadah vaksin yang digunakan

dalam penelitian ini :


44

Gambar 4.6. Wadah Vaksin (Coolbox)

Keterangan gambar:


b. Tebal : 2 mm

c. Volume : 0,5 Liter

d. Dimensi luar : 100 mm × 100 mm × 50 mm

4.1.5. Perancangan Kotak Insulasi Kolektor

Kotak insulasi adalah lapisan yang tersusun secara seri dari beberapa

bahan isolator seperti rockwool, busa hitam, busa kft, styrofoam, dan kayu yang

membentuk kotak dan disesuaikan dengan dimensi kolektor sehingga panas yang

diserap kolektor tidak banyak terbuang.

Gambar 4.7. Kotak Insulasi Kolektor


45

Gambar 4.8. Ruang Bagian Dalam Insulasi

Keterangan gambar:

a. Dimensi total : 1240 mm × 740 mm × 210 mm

b. Tebal kayu : 30 mm

c. Tebal busa hitam : 30 mm

d. Tebal Styrofoam : 30 mm

e. Tebal rockwool : 20 mm

f. Tebal busa kft : 30 mm

4.1.6. Perancangan Kaca Penutup Kolektor

Kaca penutup kolektor berfungsi untuk meneruskan radiasi matahari

sekaligus memberikan efek rumah kaca pada kolektor sehingga panas radiasi

matahari terperangkap lebih lama dalam kolektor.

Gambar 4.9. Tutup Kaca Kolektor

Kayu Busa kft

Styrofoam Busa

Hitam

Rockwool

Kolektor


46

Keterangan gambar:

a. Dimensi luar : 740 mm × 1240 mm

b. Tebal kaca : 5 mm

c. Ukuran kaca : 690 mm × 1190 mm

d. Jumlah lapis kaca : 2 buah

e. Jarak antar kaca : 20 mm

f. Jarak kaca ke kolektor : 30 mm

4.1.7. Perancangan Kotak Insulasi Evaporator

Berikut merupakan bentuk dan dimensi dari kotak insulasi evaporator

yang digunakan dalam penelitian ini :

Gambar 4.10. Kotak Insulasi Evaporator

Gambar 4.11. Ruang Bagian Dalam Kotak Insulasi Evaporator

Busa Hitam

Styrofoam

Triplek

Busa kft


47

Gambar 4.12. Kotak Insulasi Evaporator Bagian Atas

Keterangan gambar:

a. Dimensi luar : 326 mm × 326 mm × 296 mm

b. Tebal styrofoam : 30 mm

c. Tebal busa hitam : 20 mm

d. Tebal busa kft : 30 mm

e. Tebal triplek : 8 mm

4.1.8. Perancangan Rangka Mesin Pendingin

Rangka mesin pendingin ini memiliki fungsi sebagai tumpuan kolektor,

kondensor dan evaporator mesin pendingin.


48

Gambar 4.13. Rangka Mesin Pendingin

Keterangan gambar:

a. Material : Besi

b. Dimensi luar rangka : 600 mm × 600 mm × 1206 mm

c. Dimensi luar rangka kolektor : 1260 mm × 760 mm × 33 mm

d. Dimensi plat siku : 40 mm × 40 mm × 3 mm

e. Dimensi plat strip` : 40 mm × 40 mm × 3 mm

f. Dimensi plat besi : 600 mm × 600 mm × 2 mm


49

4.2. Data Hasil Pengujian

Tabel 4.2. Proses Pemanasan Awal Kolektor ( 21 Oktober 2018)

Waktu

Kolektor Kondensor Evaporator Vaksin T. ling

T in

(oC)

T out

(oC)

P

(bar)

T in

(oC)

T out

(oC)

T

(oC)

P

(bar)

T

(oC)

T

(oC)

08.00 52,34 32,43 0 27,98 29,7 28,25 0 27,86 24,919

08.30 70,05 44,41 0 30,53 30,31 30,36 0 30,28 27,038

09.00 89,16 58,44 0 31,22 31,96 35,49 0 32,8 28,742

09.30 103,21 68,2 0 31,44 32,05 32,67 0 32,99 30,925

10.00 103,46 80,8 0 32,56 32,6 38,92 0 38,08 30,571

10.30 104,77 83,49 0 32,8 32,84 37,24 0 33,25 30,217

11.00 113,74 87,12 0 34,4 33,96 36,92 0 34,17 31,357

11.30 113,1 93,43 0 35,09 34,08 33,61 0 36,35 32,665

12.00 119,8 98,43 0 35,51 34,24 33,93 0 37,39 32,021

12.30 129,02 103,25 0 35,97 35,56 34,73 0 38,16 34,045

13.00 120,63 105,25 0 33,62 33,88 38,56 0 37,3 32,717

13.30 125,95 104,87 0 33,74 34,31 40,71 0 40,1 33,574

14.00 112,56 101,52 0 32,91 33,6 39,7 0 41,15 33,053

14.30 101,3 95,5 0 31,77 31,83 37,96 0 40,46 32,768

15.00 88,78 84,46 0 33,16 29,56 29,62 0 30,72 34,519

15.30 80,9 75,56 0 29,3 29,6 30,56 0 30 34,229

16.00 83,75 73,85 0 30,79 31,16 33,07 0 31,34 32,381

16.30 80,19 71,52 0 30,84 31,3 34,11 0 34,34 31,128

17.00 76,4 69,57 0 30,1 30,4 33,98 0 34,08 30,142


50

4.2.1. Pengujian Hari Pertama

Tabel 4.3. Proses Adsorpsi Siklus Pertama (28 Oktober 2018 29 Oktober 2018)

Waktu


T in

(oC)

T out

(oC)

P

(bar)

T in

(oC)

T out

(oC)

T

(oC)

P

(bar)

T

(oC)

T

(oC)

17.00 41,78 46,7 0,79 25,78 25,77 24,51 0,79 25,85 25,963

17.30 33,63 40,38 0,43 26,22 26,76 23,79 0,43 24,96 25,598

18.00 31,05 36,01 0,79 26,13 26,14 26,65 0,79 23,17 25,404

18.30 28,57 32,79 0,45 25,91 25,86 20,46 0,45 21,36 25,186

19.00 27,38 30,24 0,81 25,82 25,78 20,03 0,81 20,29 24,919

19.30 26,24 26,06 0,43 25,17 25,57 18,27 0,43 18,85 25,04

20.00 25,61 26,85 0,81 25,49 25,49 17,3 0,81 17,75 24,895

20.30 24,79 25,64 0,42 25,53 25,49 16,65 0,42 16,97 24,823

21.00 23,7 24,47 0,82 25,44 24,37 15,9 0,82 16,06 24,557

21.30 23,25 23,6 0,43 24,84 24,77 14,19 0,43 14,37 24,412

22.00 22,86 22,88 0,82 24,79 24,66 12,96 0,82 13,36 24,171

22.30 22,55 22,12 0,43 24,79 24,69 11,78 0,43 12,35 23,954

23.00 22,42 21,82 0,82 24,24 24,29 11,36 0,82 11,9 23,881

23.30 22,46 21,83 0,43 24,69 24,62 10,44 0,43 10,63 23,833

00.00 22,36 21,7 0,81 24,58 24,49 9,4 0,82 9,74 23,617

00.30 22,06 21,41 0,42 24,52 24,28 8,51 0,43 8,92 23,593

01.00 22,02 21,25 0,82 24,48 24,35 7,79 0,82 8,22 23,593

01.30 22 21,38 0,43 24,35 24,35 7,21 0,43 7,31 23,424

02.00 21,94 20,99 0,83 24,37 24,3 5,36 0,83 6,19 23,304

02.30 21,74 20,93 0,46 24,35 24,28 4,6 0,47 5,33 23,208

03.00 21,56 20,6 0,85 23,8 23,79 3,94 0,85 4,35 23,112

03.30 21,68 20,85 0,46 24,09 24,08 3,18 0,47 3,44 23,136

04.00 21,37 20,7 0,85 24,07 24,09 2,41 0,85 2,95 23,136

04.30 21,33 20,7 0,46 23,83 23,86 2,26 0,47 2,36 22,824

05.00 21,27 20,52 0,85 23,84 23,88 1,09 0,85 1,57 22,633

05.30 21,28 20,77 0,45 23,7 23,72 3,23 0,47 2,66 22,705

06.00 21,01 20,47 0,85 23,56 23,56 5,26 0,85 4,57 22,537

06.30 21,62 20,69 0,45 23,48 23,49 5,73 0,45 5,3 22,848

07.00 22,29 21,13 0,85 23,46 23,47 6,39 0,85 6,01 24,291

07.30 23,21 21,74 0,43 23,94 24,01 6,89 0,43 6,63 26,304


51

Tabel 4.4. Proses Desorpsi Siklus Pertama (29 Oktober 2018)

Waktu


T in

(oC)

T out

(oC)

P

(bar)

T in

(oC)

T out

(oC)

T

(oC)

P

(bar)

T

(oC)

T

(oC)

08.00 36,68 21,73 0,85 23,84 24,74 7,08 0,85 5,75 28,023

08.30 55,96 39,43 0,43 27,65 27,51 9,48 0,44 8,47 29,84

09.00 67,64 56,52 0,85 29,3 29,05 10,31 0,85 9,6 29,941

09.30 81,05 72,07 0,42 36,2 31,16 11,34 0,42 10,81 30,621

10.00 93,73 86,3 0,79 40,41 32,5 12,8 0,79 12,24 31,281

10.30 104,78 98,06 0,39 32,42 32,06 15,03 0,39 14,09 31,586

11.00 113,73 107,74 0,1 45,59 35,44 16,62 0,11 15,86 31,944

11.30 109,73 111,58 0,74 37,68 34,58 18,73 0,74 18,05 33,027

12.00 115,3 118,42 0,38 32,83 33,9 20,7 0,39 19,88 33,521

12.30 113,4 117,93 0,09 34,54 31,91 21,75 0,09 20,65 33,365

13.00 103,22 114,21 0 34,13 34,34 22,77 0 22,34 32,613

13.30 101,62 110,29 0,75 33,91 34,6 23,94 0,77 23,67 32,665

14.00 99,51 106,39 0,41 32,8 33,6 24,84 0,41 24,73 32,201

14.30 98,09 106,49 0,1 34,18 34,19 25,77 0,1 25,44 32,227

15.00 92,88 101,51 0,77 33,06 33,44 26,48 0,77 26,22 31,663

15.30 100,72 101,14 0,41 34,75 34,96 27,11 0,41 26,85 32,82

16.00 108,68 105,57 0,09 35,97 35,92 27,71 0,09 27,45 34,36

16.30 105,12 107,95 0,77 34,73 34,46 27,54 0,77 27,24 34,704

17.00 98,02 107,73 0,79 34,41 34,75 28,11 0,79 28,01 33,235

17.30 58,65 85,39 0,41 34,19 33,84 31,44 0,41 31,45 31,97


52

4.2.2. Pengujian Hari Kedua

Tabel 4.5. Proses Adsorpsi Siklus Kedua (29 Oktober 2018 30 Oktober 2018)

Waktu


T in

(oC)

T out

(oC)

P

(bar)

T in

(oC)

T out

(oC)

T

(oC)

P

(bar)

T

(oC)

T

(oC)

18.00 47,26 67 0,82 31,89 31,29 26,03 0,82 27,1 29,765

18.30 40,27 53,49 0,41 30,44 30,6 22,51 0,41 23,79 29,065

19.00 36,54 46,2 0,87 29,93 30,12 23,56 0,87 23,58 28,841

19.30 33,22 39,11 0,43 29,45 29,61 20,15 0,43 21,44 28,493

20.00 30,34 33,38 0,87 29,14 29,29 18,71 0,87 18,95 28,072

20.30 29,88 32,55 0,45 29,03 29,22 19,19 0,45 19,14 27,974

21.00 28,43 29,67 0,87 28,78 28,9 16,19 0,87 16,78 27,702

21.30 27,61 28,3 0,45 28,42 28,54 15,17 0,45 15,55 27,235

22.00 26,73 26,9 0,87 27,79 27,99 12,95 0,87 13,61 26,965

22.30 25,91 25,76 0,45 27,57 27,65 12,71 0,46 12,99 26,72

23.00 25,33 24,69 0,87 26,53 26,95 10,27 0,87 11,4 26,451

23.30 24,86 24,14 0,45 26,1 26,82 9,75 0,45 10,47 26,134

00.00 24,45 23,66 0,87 26,05 26,14 7,94 0,87 9,08 25,866

00.30 24,3 23,3 0,45 26,58 26,37 8,06 0,45 8,7 25,768

01.00 24,02 23,01 0,86 26,62 26,77 8,07 0,87 8,13 25,695

01.30 24,03 22,99 0,46 25,98 26,13 7,64 0,46 7,56 25,525

02.00 23,55 22,45 0,87 26,33 26,52 5,85 0,88 6,44 25,404

02.30 23,47 22,25 0,46 26,41 26,59 6,22 0,46 5,91 25,428

03.00 23,99 22,31 0,86 26,24 26,48 3,22 0,87 3,72 25,453

03.30 24,21 22,71 0,47 25,86 26,18 3,63 0,47 3,24 25,258

04.00 24,52 23,05 0,87 26,02 26,23 1,65 0,87 2,89 25,162

04.30 24,49 23,24 0,47 26,17 26,38 2,84 0,47 2,77 25,162

05.00 24,51 23,45 0,87 26,06 26,36 3,63 0,87 4,47 25,089

05.30 23,14 23,58 0,46 25,6 25,63 4,49 0,46 5,43 24,992

06.00 24,47 23,74 0,87 25,58 25,76 7,26 0,87 6,49 24,847

06.30 24,49 23,66 0,46 25,97 26,17 8,34 0,46 7,68 25,186

07.00 25,85 23,97 0,87 26,14 26,38 8,93 0,87 9,02 25,939

07.30 27,92 25,01 0,45 26,68 26,96 7,24 0,45 6,54 26,524


53

Tabel 4.6. Proses Desorpsi Siklus Kedua (30 Oktober 2018)

Waktu


T in

(oC)

T out

(oC)

P

(bar)

T in

(oC)

T out

(oC)

T

(oC)

P

(bar)

T

(oC)

T

(oC)

08.00 31,15 27,53 0,87 27,51 26,58 9,46 0,87 8,64 27,554

08.30 47,05 34,04 0,42 28,83 28,99 11,2 0,42 10,25 29,765

09.00 47,76 41,69 0,83 29,13 29,26 13,11 0,83 12,29 29,439

09.30 54,44 48,74 0,43 29,98 30,23 14,91 0,43 13,77 29,89

10.00 57,7 53,68 0,1 30,32 30,48 16,43 0,1 15,45 29,815

10.30 67,88 61,15 0,83 30,83 31,21 17,39 0,83 16,8 30,925

11.00 82,92 75,26 0,41 32,47 32,93 19,14 0,41 18,37 31,919

11.30 92,25 81,92 0,09 32,56 33,39 20,57 0,09 19,75 31,816

12.00 92,76 90,06 0,77 33,14 32,81 21,98 0,77 21,03 32,098

12.30 100,29 95,63 0,38 35 35,66 25,99 0,38 22,46 33,287

13.00 82,92 90,03 0,09 32,47 32,93 25,63 0,09 23,1 29,439

13.30 76,05 86,44 0,77 31,93 31,93 24,33 0,77 23,96 30,596

14.00 96,93 90,87 0,39 36,72 36,27 26,1 0,39 25,56 32,201

14.30 105,07 93,48 0,09 37,74 38,13 26,35 0,1 25,82 34,704

15.00 90,33 96,81 0,77 34,99 34,96 27,34 0,77 26,98 33,105

15.30 87,44 94,52 0,39 33,49 33,48 28 0,4 27,64 31,281

16.00 94,02 93,6 0,09 34,96 34,52 28,51 0,09 28 32,691

16.30 94,58 94,87 0 35,23 35,15 28,91 0 28,52 33,966

17.00 91,49 95,96 0,77 34,51 34,12 29,4 0,77 29 33,365

17.30 52,53 79,24 0,41 32,31 32,43 29,57 0,41 29,57 30,545


54

4.2.3. Pengujian Hari Ketiga

Tabel 4.7. Proses Adsorpsi Siklus Ketiga (30 Oktober 2018 31 Oktober 2018)

Waktu


T in

(oC)

T out

(oC)

P

(bar)

T in

(oC)

T out

(oC)

T

(oC)

P

(bar)

T

(oC)

T

(oC)

18.00 45,17 63,02 0,85 31,31 31,49 29,94 0,85 29,97 29,865

18.30 39,71 50,99 0,43 30,43 30,41 29,9 0,43 25,74 29,165

19.00 35,85 43,43 0,86 29,98 30,05 22,84 0,87 22,85 28,816

19.30 32,99 38,17 0,43 29,78 29,88 23,11 0,43 22,99 28,493

20.00 30,91 34,22 0,87 29,47 29,51 21,04 0,87 23,46 28,196

20.30 29,54 29,08 0,43 29,86 29,78 17,49 0,43 18,9 28,122

21.00 28,32 28,62 0,87 29,54 29,48 15,57 0,87 17,65 27,974

21.30 27,58 28,19 0,44 29,12 29,14 14,63 0,44 16,34 27,628

22.00 27 28,97 0,9 29,1 29 12,05 0,9 13,65 27,382

22.30 26,34 27,44 0,46 28,72 28,62 11,35 0,47 11,94 27,014

23.00 26,19 27,55 0,9 28,5 28,48 10,18 0,9 10,36 26,891

23.30 25,78 27,18 0,47 28,21 28,21 7,73 0,47 8,91 26,793

00.00 25,55 26,85 0,89 28,01 28,04 7,76 0,9 7,48 26,598

00.30 25,11 26,32 0,47 27,77 27,81 4,65 0,47 6,17 26,598

01.00 24,95 26,17 0,9 27,61 27,59 5,19 0,9 6 26,353

01.30 24,65 24,49 0,47 27,54 27,56 3,3 0,47 4,32 26,182

02.00 25,38 24,91 0,9 27,73 27,72 2,08 0,9 3,37 26,231

02.30 25,75 24,32 0,47 27,66 27,7 3,1 0,47 2,67 26,28

03.00 25,49 25,29 0,9 25,98 26 3,77 0,9 3,72 24,895

03.30 25,51 24,32 0,47 25,34 25,48 2,86 0,47 2,76 24,267

04.00 25,15 24,79 0,9 25,05 25,06 1,03 0,9 1,04 24,074

04.30 24,78 23,57 0,47 24,75 24,8 0,61 0,47 0,88 23,978

05.00 24,61 25,64 0,9 25,63 25,98 0,14 0,9 0,36 23,905

05.30 24,64 25,15 0,5 25,7 25,9 3,63 0,5 2,31 24,098

06.00 24,67 25,05 0,89 25,61 25,89 6,2 0,9 5,24 24,508

06.30 24,93 25 0,47 25,48 25,66 8,37 0,47 7,52 24,557

07.00 26,13 24,9 0,87 25,52 25,79 10,38 0,87 9,68 24,774

07.30 28,35 26,05 0,45 26,1 26,48 11,15 0,45 10,5 25,501


55

Tabel 4.8. Proses Desorpsi Siklus Ketiga (31 Oktober 2018)

Waktu


T in

(oC)

T out

(oC)

P

(bar)

T in

(oC)

T out

(oC)

T

(oC)

P

(bar)

T

(oC)

T

(oC)

08.00 31,59 26,14 0,87 26,17 26,57 11,4 0,87 11,23 27,063

08.30 40,43 34,98 0.45 27,88 28,19 11,93 0,45 11,35 27,727

09.00 49,36 41,7 0,09 30,01 30,27 13,34 0,09 12,66 29,515

09.30 52,29 48,97 0,81 30,14 30,58 13,42 0,81 12,96 29,615

10.00 51,96 51,32 0,39 29,32 29,72 15,56 0,41 15,04 28,891

10.30 56,12 54,45 0,1 30,46 30,53 16,31 0,1 16,45 29,64

11.00 53,99 57,39 0,78 29,26 29,29 16,52 0,78 15,86 28,196

11.30 - - 0 - - - 0 - 27,628

12.00 - - 0 - - - 0 - 27,998

12.30 - - 0 - - - 0 - 28,27

13.00 - - 0 - - - 0 - 28,518

13.30 - - 0 - - - 0 - 29,765

14.00 46,36 46,09 0,79 28,97 29,4 22,12 0,79 21,96 28,667

14.30 47,86 46,95 0,41 29 29,72 22,39 0,41 22,14 29,49

15.00 50,18 48,8 0,1 29,36 29,66 24,01 0,1 23,63 29,315

15.30 56,69 50,18 0,79 30,44 31,46 24,53 0,79 24,26 31,255

16.00 66,44 55,75 0,39 32,73 34,42 25,86 0,41 25,21 32,872

16.30 69,3 61,07 0,1 31,95 33,62 26,92 0,1 26,34 31,689

17.00 65,57 67,7 0 31,22 31,78 27,69 0 27,27 29,49


56

4.3. Analisa Grafik

4.3.1. Kolektor

4.3.1.1. Kondisi Temperatur Pada Pengujian Hari Pertama

Gambar 4.14. Grafik Temperatur vs Waktu pada Pengujian Hari Pertama

Pada proses adsorpsi hari pertama yang dimulai pada pukul 17.00 WIB.

Seperti yang terlihat pada gambar 4.14. bahwa temperatur awal adsorber pada

kaca penutup (pada garis berwarna biru) adalah sebesar 30,22 oC, pada plat

kolektor atas (pada garis berwarna merah) adalah sebesar 41,78 oC, dan pada plat

kolektor bawah (pada garis berwarna hijau) sebesar 46,7 oC. Pada pukul 06.00

WIB, temperatur terendah kaca penutup adalah sebesar 23,41 oC, pada plat

kolektor atas adalah sebesar 21,01 oC, dan pada plat bawah sebesar 20,47

oC.

Proses desorpsi hari pertama dimulai pada pukul 08.00 WIB dengan

temperatur awal adsorber pada kaca penutup adalah sebesar 36,52 oC, pada plat

kolektor atas adalah sebesar 36,68 oC, dan pada plat kolektor bawah sebesar 21,73

oC. Pada pukul 12.00 WIB, temperatur tertinggi adsorber pada kaca penutup

adalah sebesar 72,05 oC, pada plat kolektor atas adalah sebesar 115,3

oC, dan pada

plat kolektor bawah sebesar 118,42 oC.


57

4.3.1.2. Kondisi Temperatur pada Pengujian Hari Kedua

Gambar 4.15. Grafik Temperatur vs Waktu pada Pengujian Hari Kedua

Pada proses adsorpsi hari kedua yang dimulai pada pukul 17.00 WIB.

Seperti yang terlihat pada gambar 4.15. bahwa temperatur awal adsorber pada

kaca penutup (pada garis berwarna merah) adalah sebesar 58,39 oC, pada plat

kolektor atas (pada garis berwarna biru) adalah sebesar 98,02 oC, dan pada plat

kolektor bawah (pada garis berwarna hijau) sebesar 107,73 oC. Pada pukul 06.00

WIB, temperatur terendah kaca penutup adalah sebesar 23,02 oC, pada plat


oC.

Proses desorpsi hari kedua dimulai pada pukul 08.00 WIB dengan





oC, dan

pada plat kolektor bawah sebesar 93,48 oC. Seiring dengan berubahnya temperatur

lingkungan dan intensitas radiasi matahari, maka temperatur kaca penutup, plat

kolektor atas, dan plat kolektor bawah adsorber turun naik dan berubah seperti

terlihat pada grafik di atas.


58

4.3.1.3. Kondisi Temperatur pada Pengujian Hari Ketiga

Gambar 4.16. Grafik Temperatur vs Waktu pada Pengujian Hari Ketiga

Pada proses adsorpsi hari ketiga yang dimulai pada pukul 17.00 WIB.

Seperti yang terlihat pada gambar. bahwa temperatur awal adsorber pada kaca

penutup (pada garis berwarna hijau) adalah sebesar 56,47 oC, pada plat kolektor

atas (pada garis berwarna biru) adalah sebesar 91,49 oC, dan pada plat kolektor

bawah (pada garis berwarna merah) adalah sebesar 95,96 oC. Pada pukul 06.00

WIB, temperatur terendah kaca penutup adalah sebesar 22,9 oC, pada plat kolektor

atas adalah sebesar 24,67 oC, dan pada plat kolektor bawah sebesar 25,05

oC.

Proses desorpsi hari ketiga dimulai pada pukul 08.00 WIB dengan





oC, dan pada

plat bawah sebesar 61,07 oC. Pada pukul 11.30 WIB sampai pukul 13.30 WIB

turun hujan sehingga tidak ada pengambilan data sementara sampai hujan reda.

Seiring dengan berubahnya temperatur lingkungan dan intensitas radiasi matahari,

maka temperatur kaca penutup, plat kolektor atas, dan plat kolektor bawah

adsorber turun naik dan berubah seperti terlihat pada grafik di atas.


59

4.3.2. Kondensor

4.3.2.1. Kondisi Temperatur pada Pengujian Hari Pertama



Seperti yang terlihat pada gambar 4.17. bahwa temperatur awal kondensor pada

kondensor masuk (pada garis berwarna merah) adalah sebesar 25,78 oC, dan pada

kondensor keluar (pada garis berwarna biru) adalah sebesar 25,77 oC. Pada pukul

07.00 WIB, temperatur terendah kondensor pada kondensor masuk adalah sebesar

23,46 oC, dan pada kondensor keluar adalah sebesar 23,47

oC.

Proses desorpsi hari pertama dimulai pada pukul 08.00 WIB, temperatur

awal kondensor pada kondensor masuk (pada garis berwarna merah) adalah

sebesar 23,84 oC, dan pada kondensor keluar (pada garis berwarna biru) adalah

sebesar 23,74 oC. Pada pukul 11.00 WIB, temperatur tertinggi kondensor pada

kondensor masuk adalah sebesar 45,59 oC, dan pada kondensor keluar adalah

sebesar 35,44 oC.


60





kondensor masuk (pada garis berwarna biru) adalah sebesar 34,41 oC, dan pada

kondensor keluar (pada garis berwarna merah) adalah sebesar 34,75 oC. Pada

pukul 06.00 WIB, temperatur terendah kondensor pada kondensor masuk adalah

sebesar 25,58 oC, dan pada kondensor keluar adalah sebesar 25,76

oC.


awal kondensor pada kondensor masuk (pada garis berwarna biru) adalah sebesar

27,51 oC, dan pada kondensor keluar (pada garis berwarna merah) adalah sebesar

26,58 oC. Pada pukul 14.00 WIB, temperatur tertinggi kondensor pada kondensor

masuk adalah sebesar 37,72 oC, dan pada kondensor keluar adalah sebesar 36,27

oC.


61





kondensor masuk (pada garis berwarna merah) adalah sebesar 34,51 oC, dan pada

kondensor keluar (pada garis berwarna biru) adalah sebesar 34,12 oC. Pada pukul

04.30 WIB, temperatur terendah kondensor pada kondensor masuk adalah sebesar

24,75 oC, dan pada kondensor keluar adalah sebesar 24,8

oC.


awal kondensor pada kondensor masuk (pada garis berwarna merah) adalah

sebesar 26,17 oC, dan pada kondensor keluar (pada garis berwarna biru) adalah

sebesar 26,57 oC. Pada pukul 16.00 WIB, temperatur tertinggi kondensor pada

kondensor masuk adalah sebesar 32,73 oC, dan pada kondensor keluar adalah

sebesar 34,42 oC. Pada pukul 11.30 WIB sampai pukul 13.30 WIB turun hujan

sehingga tidak ada pengambilan data sementara sampai hujan reda.


62

4.3.3. Evaporator

4.3.3.1. Kondisi Temperatur pada Pengujian Hari Pertama



Seperti yang terlihat pada gambar 4.20. bahwa temperatur awal evaporator (pada

garis berwarna biru) adalah sebesar 24,51 oC, dan pada vaksin (pada garis

berwarna hijau) adalah sebesar 25,85 oC. Pada pukul 05.00 WIB, temperatur

terendah evaporator adalah sebesar 1,09 oC, dan pada vaksin adalah sebesar 1,57

oC. Pada proses adsorpsi dilakukan dengan menutup katup dari adsorber menuju

evaporator kemudian membuka katup dari evaporator menuju adsorber. Saat

katup dibuka titik didih metanol menurun. Penurunan titik didih methanol tersebut

mempengaruhi metanol sehingga metanol gampang menguap dan menyerap panas

yang ada di lingkungan yang mengakibatkan penurunan temperatur lingkungan

pula. Dalam hal ini temperatur plat evaporator dan vaksin menjadi turun.


awal evaporator adalah sebesar 7,08 oC, dan pada vaksin adalah sebesar 5,75

oC.

Pada pukul 16.00 WIB, temperatur tertinggi evaporator adalah sebesar 27,71 oC,

dan pada vaksin adalah sebesar 27,45 oC.


63




Seperti yang terlihat pada gambar 4.21. bahwa temperatur awal evaporator (pada

garis berwarna biru) adalah sebesar 28,11 oC, dan pada vaksin (pada garis

berwarna hijau) adalah sebesar 28,01 oC. Pada pukul 04.00 WIB, temperatur

terendah evaporator adalah sebesar 1,65 oC, dan pada vaksin adalah sebesar 2,89

oC. Pada proses adsorpsi dilakukan dengan menutup katup dari adsorber menuju

evaporator kemudian membuka katup dari evaporator menuju adsorber. Saat

katup dibuka titik didih metanol menurun. Penurunan titik didih methanol tersebut

mempengaruhi metanol sehingga metanol gampang menguap dan menyerap panas

yang ada di lingkungannya yang mengakibatkan penurunan temperatur

lingkungan pula. Dalam hal ini temperatur plat evaporator dan vaksin menjadi

turun.

Proses desorpsi hari kedua dimulai pada pukul 08.00 WIB, temperatur awal

evaporator (pada garis berwarna biru) adalah sebesar 9,46 oC, dan pada vaksin

(pada garis berwarna hijau) adalah sebesar 8,64 oC. Pada pukul 16.00 WIB,

temperatur tertinggi evaporator adalah sebesar 28,51 oC, dan pada vaksin adalah

sebesar 28 oC.


64




Seperti yang terlihat pada gambar 4.22. bahwa temperatur awal evaporator adalah

sebesar 29,4 oC, dan pada vaksin adalah sebesar 29

oC. Pada pukul 05.00 WIB,

temperatur terendah evaporator adalah sebesar 0,14 oC, dan pada vaksin adalah

sebesar 0,36 oC. Pada proses adsorpsi dilakukan dengan menutup katup dari

adsorber menuju evaporator kemudian membuka katup dari evaporator menuju

adsorber. Saat katup dibuka titik didih metanol menurun. Penurunan titik didih

methanol tersebut mempengaruhi metanol sehingga metanol gampang menguap

dan menyerap panas yang ada di lingkungannya yang mengakibatkan penurunan

temperatur lingkungan pula. Dalam hal ini temperatur plat evaporator dan vaksin

menjadi turun.

Proses desorpsi hari ketiga dimulai pada pukul 08.00 WIB, temperatur

awal evaporator adalah sebesar 11,4 oC, dan pada vaksin adalah sebesar 11,23

oC.

Pada pukul 17.00 WIB, temperatur tertinggi evaporator adalah sebesar 25,86 oC,

dan pada vaksin adalah sebesar 25,21 oC. Pada pukul 11.30 WIB sampai pukul

13.30 WIB turun hujan sehingga tidak ada pengambilan data sementara sampai

hujan reda.


65

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan

adalah:

1. Kolektor yang dirancang adalah kolektor jenis plat datar dengan jumlah

sirip sebanyak 9 buah dan mesh sebanyak 1 buah. Kondensor yang di

rancang adalah kondensor jenis pipa bersirip dengan jumlah sirip sebanyak

15 buah, jumlah pipa vertikal sebanyak 5 buah, dan jumlah pipa horizontal

sebanyak 2 buah. Evaporator yang dirancang adalah jenis kotak dengan

coldbox berada di dalamnya.

2. Berdasarkan perancangan yang di dapat dimensi pada kolektor adalah

1000 mm × 500 mm × 70 mm, untuk plat yang digunakan adalah 1,2 m

dengan tebal plat 3 mm dan 0,4 m dengan tebal 2 mm, kapasitas tampung

maksimal kolektor sebesar 12,5 kg, dan nomor mesh yang digunakan

adalah 400 dengan diameter kawat kasa 0,037 mm . Dimensi pada

kondensor adalah 400 mm × 530 mm, untuk pipa 1" yang digunakan

adalah 0,064 m, pipa 3/4" yang digunakan adalah 0,11 m dengan tebal 3

mm, plat yang digunakan adalah 0,39 m dengan tebal 2 mm. Dimensi pada

evaporator adalah 170 mm × 170 mm × 240 mm, untuk plat yang

digunakan adalah 0.153 m dengan tebal plat 3 mm, kapasitas tampung

evaporator sebesar 3,546 Liter, dimensi coldbox adalah 100 mm × 100

mm × 50 mm, untuk plat yang digunakan adalah 0,02 m dengan tebal 2

mm, kapasitas tampung coldbox sebesar 0,5 Liter.


66

5.2. Saran

1. Pada perancangan kolektor, kondensor dan evaporator sebaiknya

memperhatikan bahan, sambungan dan teknik pengelasan yang lebih baik

guna memaksimalkan sistem.


67

DAFTAR PUSTAKA

[1] Austin, Keny. 2016. Rancang Bangun Mesin Pendingin Adsorpsi

Tenaga Surya Dengan Adsorben Karbon Aktif Granular

Dan Adsorbat Metanol. Skripsi. Fakultas Teknik

Departemen Teknik Mesin USU. Medan.

[2] Duffie, J.A dan W.A. Beckman. 1974. Thermal Processes. New

York:Wiley Inter-Science Publications.

[3] ThePubCHemProject. 2004. Methanol. USA: National Center for

Biotechnology Information.

[4] Treybal, Robert. E. 1980. Mass-transfer Operations. USA: McGraw-

Hill.

[5] Sitorus, Tulus B., Ambarita, Himsar. 2017. A Study On Adsorption

Refrigerator Driven by Solar Collector Using Indonesian

Activated Carbon. Journal of Engineering and

Technological Sciences. Vol. 49, No. 5. 2017, 657-670.

[6] L. Wang, R.Z. Wang, R.G. Oliveira. 2007. A Review on Adsorption

Working Pairs for Refrigerant, Renewable, and Sustainable

Energy Review. http://www.sciencedirect.com/science/

article/pii/S1364032108000038 (diakses 6 November 2018)

[7] Auroraris.2014. Adsorpsi Catatan Kuliah.

http://aurorarish.blogspot.com/2014/05/adsorpsi-catatan-

kuliah.html (diakses 6 November 2018)

[8] Islam, M.Parvez, Morimoto, Tetsuo. 2016. Thermodynamic

Performances Of A Solar Driven Adsorption System.

https://www.researchgate.net/publication/309511343_Ther

modynamic_performaces_of_a_solar_driven_adsorption_sy

stem (diakses 6 November 2018)


http://aurorarish.blogspot.com/2014/05/adsorpsi-catatan-kuliah.html

http://aurorarish.blogspot.com/2014/05/adsorpsi-catatan-kuliah.html

https://www.researchgate.net/publication/309511343_Thermodynamic_performaces_of_a_solar_driven_adsorption_system



68

[9] Arso, Tumijan. 2013. Air Tanah.

http://tumijanarso.blogspot.com/2013/05/a.html (diakses 6

November 2018)

[10] Freehotwater. 2010. Flat Plate Solar Collectors.

http://www.freehotwater.com/solar-thermal-101-flat-plate-

solar-collectors/ (diakses 6 November 2018)

[11] Inforse. 2018. Solar Energy.

http://www.inforse.org/europe/dieret/Solar/solar.html#TOP

(diakses 6 November 2018)

[12] Alpha, Ismanto. 2009. Mechanical Engineering Ismanto Alpha’s.

http://ismantoalpha.blogspot.co.id/2009/12/macam-

macamkolektor-surya.html (diakses 6 November 2018).

[13] Alghoul, M.A. Sulaiman, M.Y. Azmi, B.Z. Wahab, M.Abd. 2005.

Review Of Materials For Solar Thermal Collectors.

https://www.researchgate.net/publication/233672877_Revie

w_of_materials_for_solar_thermal_collectors (diakses 6

November 2018)

[14] Volkerquaschning. 2004. Solar Thermal Water Heating.

http://www.volker-quaschning.de/articles/fundamentals4/

index_e.php (diakses 6 November 2018)

[15] Evapco. 2018. Air Cooled Condensers.

https://www.evapco.com/products/condensers-air-

cooled/eco-air-series-flat-industrial-air-cooled-condenser


[16] Alfalaval. 2018. Shell And Tube Condenser.

https://www.alfalaval.sg/products/heat-transfer/tubular-

heat-exchangers/shell-and-tube-condenser/crf/



http://tumijanarso.blogspot.com/2013/05/a.html

http://www.freehotwater.com/solar-thermal-101-flat-plate-solar-collectors/

http://www.freehotwater.com/solar-thermal-101-flat-plate-solar-collectors/

http://www.inforse.org/europe/dieret/Solar/solar.html#TOP

http://ismantoalpha.blogspot.co.id/2009/12/macam-macamkolektor-surya.html

http://ismantoalpha.blogspot.co.id/2009/12/macam-macamkolektor-surya.html

https://www.researchgate.net/publication/233672877_Review_of_materials_for_solar_thermal_collectors

https://www.researchgate.net/publication/233672877_Review_of_materials_for_solar_thermal_collectors

http://www.volker-quaschning.de/articles/fundamentals4/index_e.php

http://www.volker-quaschning.de/articles/fundamentals4/index_e.php

https://www.evapco.com/products/condensers-air-cooled/eco-air-series-flat-industrial-air-cooled-condenser

https://www.evapco.com/products/condensers-air-cooled/eco-air-series-flat-industrial-air-cooled-condenser

https://www.alfalaval.sg/products/heat-transfer/tubular-heat-exchangers/shell-and-tube-condenser/crf/

https://www.alfalaval.sg/products/heat-transfer/tubular-heat-exchangers/shell-and-tube-condenser/crf/

69

[17] Weebly. 2014. Evaporative Condenser.

https://agilityrefrigeration.weebly.com/information/evaporat

ive-condenser (diakses 9 November 2018)

[18] Everychina. 2018. High Pressure Resistance Evaporator Tube.

http://refrigerationtube.sell.everychina.com/p-99280064-

high-pressure-resistance evaporator-tube-condenser-coils-

tubing-seamless-steel-pipe-for-beer-cooler.html


[19] Brighthubengineering. 2018. Types Of Refrigeration Evaporators.

https://www.brighthubengineering.com/hvac/61270-types-

of-refrigeration-evaporators/ (diakses 10 November 2018)

[20] Ecplaza. 2018. Refrigeration Aluminum Finned Evaporator.

https://www.ecplaza.net/offers/refrigeration-aluminum-

finned-evaporator_7724407 (diakses 10 November 2018)

[21] Hobo Micro Station User’s Guide


https://agilityrefrigeration.weebly.com/information/evaporative-condenser

https://agilityrefrigeration.weebly.com/information/evaporative-condenser

http://refrigerationtube.sell.everychina.com/p-99280064-high-pressure-resistance%20evaporator-tube-condenser-coils-tubing-seamless-steel-pipe-for-beer-cooler.html




https://www.brighthubengineering.com/hvac/61270-types-of-refrigeration-evaporators/

https://www.brighthubengineering.com/hvac/61270-types-of-refrigeration-evaporators/

https://www.ecplaza.net/offers/refrigeration-aluminum-finned-evaporator_7724407

https://www.ecplaza.net/offers/refrigeration-aluminum-finned-evaporator_7724407

xiv

LAMPIRAN I

GAMBAR PENELITIAN

Gambar 1.1. Mesin pendingin adsorpsi


xv

Gambar 1.2. Mesin pendingin adsorpsi pada malam hari


xvi

Gambar 1.3. Kolektor siap diisi karbon aktif

Gambar 1.4. Kolektor diisi karbon aktif

Gambar 1.5. Pemasangan mesh kolektor


xvii

Gambar 1.6. Pengelasan kolektor

Gambar 1.7. Pengecatan kolektor


xviii

Gambar 1.8. Pembuatan kondensor


Gambar 1.10. Rumah kolektor


xix

Gambar 1.11. Pembuatan isolasi kolektor

Gambar 1.12. Pengelasan evaporator

Gambar 1.13. Pembuatan isolasi evaporator


rancang bangun dan pengujian mesin pendingin …

Documents