sejarah kipas angin

10
PROGRAM SARJANA TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU 2011 KIPAS ANGIN AUNUR ROFI’ DZILFIKAR 1107135606

Upload: aunurrofi

Post on 22-Jul-2015

529 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

KIPAS ANGIN

AUNUR ROFI DZILFIKAR 1107135606

PROGRAM SARJANA TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU 2011

Kipas AnginKipas mekanik atau biasa disebut kipas angin adalah mesin yang digunakan untuk membuat aliran fluida, biasanya dalam bentuk gas seperti udara. Kipas terdiri dari sistem perputaran bilah kipas yang bekerja di udara, kemudian kipas yang bergerak akan mengalirkan udara dari satu sisi ke sisi yang lain sehingga menghasilkan angin. Biasanya, kipas angin banyak dijumpai dalam rumah, ruangan, atau gedung. Sebagian besar kipas angin ditenagai oleh motor listrik, namun sumber energi lainnya juga dapat diperoleh, seperti dengan motor hidrolik, mesin pembakaran internal dan tenaga surya. Kipas pertama kali digunakan di India pada awal 500 SM dan ditemukan oleh Punkawallahs, yang dinamakan kipas punkah. Kipas ini memiliki papan yang memiliki frame/bingkai di sisinya yang digantungkan pada langit-langit rumah. Kemudian dengan menarik tali yang terhubung dengan frame, maka kipas akan bergerak bolak-balik. Revolusi Industri pada akhir abad ke-19 memperkenalkan kipas tranmisi pita yangKipas Punkah

dikembangkan oleh pabrik roda air. Kipas industri pertama dikembangkan dengan mengaitkan bilah kayu atau logam pada kepala poros yang digunakan untuk menggerakkan mesin. Salah satu kipas mekanik pertama yang dapat diterapkan, dibangun oleh Omar-Rajeen Jumala tahun 1832. Ia menyebut penemuannya, semacam kipas sentrifugal, sebuah "pompa udara." Kipas

sentrifugal telah berhasil diuji di dalam tambang batubara dan dalam pabrik pada tahun 18321834. Kipas bertenaga listrik diperkenalkan ketika Thomas Edison dan Nikola Tesla memperkenalkan daya listrik kepada publik pada akhir abad ke-19, awal abad ke-20. Antara tahun 1882 dan 1886, New Orleans yang bekerja di Schuyler Skaats Wheeler menemukan kipas angin listrik pertama. Kemudian kipas itu dipasarkan oleh perusahaan motor elektrik, Amerika Crocker & Curtis. Pada tahun 1882, Philip Diehl memperkenalkan kipas angin listrik. Kipas angin ini diisi dengan alkohol, minyak, atau minyak tanah yang umum sekitar pergantian abad ke-20. Kipas angin pertama Amerika diproduksi sekitar akhir 1890-an ke 1920-an, ketika pertama kalinya kipas listrik domestik dijual di Amerika. Kipas ini memiliki bilah kipas berbahan kuningan, dan banyak dari kipas seperti ini memiliki penutup bilah kipas untuk melindungi dari kecelakaan yang terjadi akibat kelalaian pengguna kipas dan juga menghindarkan bilah kipas dari jangkauan anak-anak. Pada 1920-an, kemajuan industri mengizinkan penggunaan baja pada kipas untuk diproduksi secara massal dalam berbagai bentuk, guna menurunkan harga kipas pada umumnya dan juga meningkatkan penggunaan kipas untuk kebutuhan dalam rumah tangga. Pada 1930,Kipas Seni Deco/ Swan Fan

kipas seni deco pertama atau swan fan dirancang. Pada tahun 1950, kipas ini yang diproduksi dengan warna yang cerah dan eye-catching. Dan pada tahun 1970-an, mulai muncul kipas gantung atau kipas atap yang bergaya ala Victoria yang menjadi populer pada saat itu.

Kipas bergaya ala Victoria

Pada tahun 1998, Walter Boyd K. menemukan kipas angin HVLS (high-volume low-speed). Sebagai seorang penemu satusatunya, penemuannya Boyd itu mengembangkan dalam mendinginkan

tubuh sapi perah. Sapi perah, bila tubuhnya terlalu panas, maka akan mengurangiKipas HLVS (high-volume low-speed)

kemampuan sapi dalam memproduksi susu. Dengan menggunakan hukum fisika dan

aliran udara, Boyd mengembangkan kipas yang menggabungkan 10 bilah aluminium dengan diameter sepanjang 8 kaki. Tidak seperti kipas langit-langit tradisional yang bergerak cepat, kipas besar ini bergerak lamban. Karena diameternya, kipas ini memindahkan udara dengan volum yang besar dari atas yang kemudian turun dan menghasilkan udara yang segar yang awalnya udara dalam gudang pengap, sehingga membuat sapi perah tidak gampang stres. Setelah beberapa kali pengujian, Boyd menemukan teknologi kipas HVLS menjadi lebih efisien karena biaya lebih sedikit untuk menjalankan satu kipas HVLS daripada menjalankan 50 kipas kecil yang berkecepatan tinggi. Karena biaya dari penggunaan energi meroket naik, kipas HVLS dikomersilkan menjadi kipas angin atap yang digunakan saat ini dalam melengkapi sistem HVAC (heating, ventilation, dan air-conditioning) dalam sistem perindustrian dan komersial, termasuk gudang, fasilitas pabrik dan mal. Desain dasar dari kipas udara listrik tidak berubah secara signifikan sejak awal munculnya pada tahun 1890. Kipas angin tanpa kipas (Coand effect bladeless fan) diperkenalkan pada awal abad ke-21 sebelum tahun 2012 dan kipas ini menjadi lebih banyak diminati orang dibanding kipas-kipas lainnya. Di daerah makmur yang memiliki iklim panas, kipas angin listrik telah digantikan oleh AC (air conditioner).

Kipas angin dibuat dalam berbagai desain. Di rumah, Anda dapat menemukan kipas yang dapat diletakkan di lantai atau meja, atau digantung dari langit-langit, atau yang dipasang pada dinding, atap, atau sudut rumah. Kipas juga dapat ditemukan dalam sistem elektronik, seperti komputer yang mana kipas berfungsi sebagai pendingin sirkuit di dalamnya, dan dalam peralatan seperti pengering rambut dan pemanas ruang. Kipas juga digunakan untuk memindahkan udara dalam sistem pendingin udara, dan pada mesin kendaraan, di mana kipas digerakkan dengan pita/tali atau dengan motor. Kipas angin jugaKipas angin tegak

digunakan untuk mendinginkan peralatan listrik atau mesin dengan cara memaksa udara panas ke luar menuju udara yang lebih dingin di luar mesin. Secara umum, ada tiga tipe kipas yang digunakan untuk memindahkan udara, yaitu tipe aliran aksial (poros), tipe aliran sentrifugal (disebut juga radial/jari-jari) dan tipe Cross Flow aliran silang (disebut juga tangensial). Kipas aliran aksial memiliki bilah kipas yang akan memaksa udara bergerak sejajar dengan poros mengikuti arah perputaran bilah kipas itu. Kipas ini menghembuskan udara sepanjang sumbu kipas angin secara linear. Kipas tipe ini digunakan dalam berbagai aplikasi, mulai dari kipas pendingin kecil untuk elektronik sampai kipas-kipas raksasa yang digunakan dalam terowongan angin. Kipas tipe ini diterapkan untuk pengkondisian udara dan aplikasi dalam proses industri. Kipas ini dalam ukuran standar memiliki diameter 300-400 mm atau 1800-2000 mm dan bekerja di bawah tekanan sampai 800 Pa. Contoh kipas jenis aliran aksial adalah: 1. Kipas angin meja/lantai: elemen dasar dari sebuah kipas meja khas seperti bilah kipas, dasar dudukan, dinamo dan kawat timbal, motor, penutup kipas, rumahan motor, gearbox osilator, dan poros osilator. Osilator adalah mekanisme yang menggerakkan kipas dari satu sisi ke sisi yang lain. As roda yang keluar di kedua ujung motor, salah satu ujung porosnya

melekat pada bilah kipas dan yang lainnya menempel pada gearbox osilator. Rangkaian motor bergabung pada gearbox yang terdiri dari rotor dan stator. Poros osilator menyatu antara dasar dudukan dengan gearbox, dan rumahan motor membungkus atau menutupi mekanisme osilator serta penutup kipas menyatu dengan rangkaian motor untuk keselamatan. 2. Kipas gantung/atap: Biasa digunakan dalam sistem perumahan dan industri. 3.Kipas angin meja

Dalam mobil, kipas tipe ini berguna untuk

mendinginkan mesin ketika panas dan mencegah mesin dari overheating dengan menghembuskan angin padaKipas angin gantung/atap

mesin tersebut atau menghisap udara melalui radiator

pendingin. 4. Kipas pada komputer, berguna untuk mendinginkan sirkuit pada komputer.

Kipas radiator Computer cooling fan

Kipas aliran sentrifugal (sering disebut "squirrel cage" karena kemiripannya dengan kandang tupai atau tikus yang mana digunakan sebagai tempat berolahraga roda bagi hewan tersebut), memiliki komponen bergerak (disebut

impeller/pendorong) yang terdiri dari poros pusat yang mana sebuah set bilah kipas atau sirip kipas diposisikan sedemikian rupa. Kipas sentrifugal menghembuskan udara pada sudut kanan memberi dorongan pada kipas, dan memutar udara dari luar ke dalam rumahan (housing) kipas (dengan prinsip defleksi dan gaya sentrifugal). Pendorong yang berputar, menyebabkan udara masuk ke dalam kipas pada poros dan bergerak

tegak lurus pada poros untuk menghasilkan udara. Kipas sentrifugal menghasilkan tekanan yang lebih besar dibanding kipas lainnya, dan banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, seperti di leaf blower, pengering rambut, kasur pompa udara, kontrol iklim, dan berbagai keperluan industri. Biasanya kipas ini lebih bising daripada kipas jenis aksial. Cross Flow Fan atau kipas aliran silang/tangensial, kadangkadang dikenal sebagai kipas tubular (berbentuk pipa) dipatenkanLeaf Blower

pada tahun 1893 oleh Mortier dan digunakan secara ekstensif dalam industri HVAC. Kipas angin ini biasanya berbentuk panjang dengan diameternya yang kecil. Cross Flow Fan menggunakan impeller denganCross Flow Fan (CFF)

bilah kipas melengkung ke depan, ditempatkan pada rumahan yang terdiri dari dinding belakang dan dinding pusaran. Tidak seperti mesin

radial, aliran udara bergerak melintang di impeller, melewati bilah kipas dua kali. Aliran dalam kipas aliran silang ini dapat dipecah menjadi tiga bagian wilayah yang berbeda: wilayah pusaran dekat debit kipas, disebut pusaran eksentrik, wilayah yang dilalui aliran, dan wilayah tempat kayuhan kipas. Bagian wilayah pusaran dan tempat kayuhan tidak terlalu berdampak dalam kerja sistem Cross Flow Fan, dan sebagai hasilnya, hanya sebagian dari impeller yang memberi dampak guna mengalirkan udara pada kipas ini. Kepopuleran Cross Flow Fan dalam industri HVAC disebabkan karena kipas ini memiliki bentuk bilah kipas yang rapat, tidak menimbulkan kebisingan dan kemampuannya untuk memberikan koefisien besar pada tekanan udaranya. Selain dari tipe kipas di atasnya ada tipe-tipe kipas atau aliran udara lain yang tidak biasa, seperti Bellows (semprot/bubutan), Coand effect, aliran udara konvektif, dan aliran udara elektrostatik. Bellows juga digunakan untuk memindahkan udara, meskipun tidak umum dianggap sebagai kipas. Kipas yang dioperasikan dengan tangan ini pada dasarnya adalah kantong yang terdiri dari bagian pengeluaran dan bagian pengendalian, yang mana udara akan keluar dari kantong dan kemudian diisi oleh udara yang lain. Sebuah katup

sederhana dipasang di tepi kantong sehingga udara luar dapat masuk saat dilakukannya pengisian udara. Kipas Dyson Air Multiplier dengan seri Imperial C2000, adalah satu-satunya kipas angin yang tidak memiliki bilah kipas ataupun tidak ada tampak bagian yang bergerak pada kipas ini. Aliran udara dihasilkan dengan menggunakan prinsip CoandCelah udara keluar

Dyson Air Multiplier Bladeless Fan

15xCelah udara masuk Aliran udara tercipta akibat pengaruh udara yang keluar dari cincin 1x

effect, di mana udara didorong ke dalam mesin silinder dengan daya seperti kipas pendorong yang menggunakan cara kerja teknologi pada mesin jet. Kemudian udara menghembus ke dalam cincin blade, lalu menekan keluar melalui celah 1,3 milimeter yang berputar mengelilingi cincin. Setelah udara keluar dari celah cincin, udara akan berhembus ke tiap sudut cincin yang bentuknya diambil dari model sayap pesawat terbang. Ketika udara berhembus, maka tercipta aliran udara di sekitarnya yang dipengaruhi oleh aliran udara yang keluar dari cincin sehingga menghasilkan hembusan angin yang lembut. Kipas tipe ini memiliki banyak keuntungan dibandingkan dengan kipas angin konvensional karena kipas ini tidak memerlukan bilah kipas, tidak memerlukan pengaman, digerakkan dengan motor dinamo yang kecil dan bagianbagiannya mudah untuk dibersihkan. Aliran udara konvektif: Perbedaan suhu udara akan mempengaruhi densitas/kelembaban udara. Untuk

mengatasinya, digunakanlah sistem sirkulasi udara dengan sekadar melakukan pemanasan atau pendinginan massa udara. Efek ini begitu halus dan bekerja pada tekanan udaraTungku perapian (aliran udara konvektif)

rendah sehingga tidak menjadi bagian dari teknologi kipas. Namun, sebelum pengembangan listrik, aliran udara konvektif adalah metode utama menginduksi aliran udara di ruangan. Minyak kuno dan tungku batubara dioperasikan dengan prinsip konveksi untuk memindahkan udara hangat. Saluran volume udara yang sangat besar dibangun dari bagian atap rumah sampai ke dasar lantai kemudian dihubungkan dengan tungku perapian, lalu udara dingin akan mengalir keluar melalui saluran besar. Pada umumnya, sistem aliran udara konvektif ini digunakan dalam rumah-rumah kuno dahulu pada waktu musim dingin. Akselerator fluida elektrostatik (EFA/electrostatic fluid accelerator) mendorong aliran udara dengan menginduksi gerakan partikel bermuatan di udara. Sebuah medan listrik tegangan tinggi (biasanya 25.000 sampai 50.000 volt) terbentuk antara permukaan anoda dan katoda yang bermuatan yang mampu menginduksi aliran udara dengan prinsip ionic wind atau angin ion. Tekanan aliran udaranya biasanya sangat rendah, tetapi volume udara didapat menjadi besar. Namun, potensi tegangan yang cukup tinggi juga dapat menyebabkan pembentukan oksida ozon dan nitrogen, yang bersifat reaktif dan dapat mengiritasi selaput lendir.

Catatan: AC (air conditioner), air purifier dan freezer merupakan perangkat dalam mendinginkan udara pada ruangan yang mana pada perangkat ini digunakan teknologi kipas (baik tipe aksial, tipe sentrifugal, ataupun tipe Cross Flow Fan) hanya untuk mengalirkan udara dari luar kemudian melalui suatu kondisi, menghasilkan udara dingin yang mengalir ke dalam ruangan. Maka dari itu penulis tidak memaparkan secara rinci tentang teknologi dari AC, air purifier dan freezer.Air Conditioner System

Sumber tulisan: en.wikipedia.org/wiki/Mechanical_Fan elektindo.com/kipas-angin-tanpa-kipas.html