ANALISA KINERJA THERMAL HEAT PIPE AIR CONDITIONING … · evaporator, adiabatik dan kondensor...

7
Prosiding Konferensi Nasional Engineering Perhotelan IX - 2018 (270-276) ISSN 2338 – 414X Korespondensi: Tel./Fax.: 081529514881 E-mail: Wayan Nata Septiadi@gmail.ocm Teknik Mesin Universitas Udayana 2018 ANALISA KINERJA THERMAL HEAT PIPE AIR CONDITIONING (HPAC) POSISI VERTICAL DAN HORIZONTAL I Kadek Dwin Surya Aditama 2) , Wayan Nata Septiadi 1)* ,Hendra Wijaksana 1) , Made Ricki Murti 1) 1) Program Studi Teknik Mesin Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran Bali 2) Mahasiswa Sarjana (S1) Program Studi Teknik Mesin Universitas Udayana Abstrak Heat pipe atau pipa kalor adalah sebuah penghantar panas dengan menggunakan pipe yang berurukuran panjang 71 cm dengan diameter 1cm yang didalamnya berisikan fluida air sebagai penghantar panas dari sisi panas atau yang disebut dengan evaporator ke sisi pendingin yang disebut kondensor. Tujuan dari penelitian ini untuk memperkecil kinerja konpresor pada AC dan memberikan kinerja pada AC yang lebih baik. Penelitian ini menggunakan heat pipe posisi vertical dan posisi horizontal dengan pengujian memakai temperatur setting 20°C, 18°C, 16°C. Dengan kecepatan udara 1,3 m/s dan pemakaian heater dengan spesifikasi 1000 watt. Dari hasil pengujian di temperatur setting 16C tanpa heat pipe membutuhkan waktu 2418 detik, dengan konsumsi daya 0,103 kWh dan beban pendinginan evaporator 8,174 kJ/s. Heat pipe dengan posisi horizontal membutuhkan waktu 1782 detik, daya kompresor 0,079 kWh dan beban pendinginan 7,663 kJ/s, sedangkan heat pipe dengan posisi vertical hanya membutuhkan waktu 1487 detik, daya kompresor 0,073 kWh dan beban pendinginan 7,152 kJ/s. Hal ini dapat dilihat bahwa heat pipe dengan posisi vertical lebih efisien untuk digunakan. Karena posisi horizontal gaya grafitasi tidak berpengaruh kapilaritas, dimana kinerja heat pipe dapat berfungsi secara sempurna jika diposisikan vertical dengan evaporator berada di bawah karena efek kapilaritas dibantu oleh gaya gravitasi bumi. Kata kunci : heat pipe vertical dan heat pipe horizontal Abstract Heat pipe or heat pipe is a heat conductor by using a pipe of a length of 71 cm with a diameter of 1cm in which contains water fluid as a heat conductor from the hot side or so-called evaporator to the cooling side called condenser. The purpose of this study is to minimize the performance of the conveyor on the air conditioner and to provide better AC performance. This research uses heat pipe vertical position and horizontal position with testing using setting temperature 20°C, 18°C, 16°C. With a speed of 1.3 m / s and the use of heater with a specification of 1000 watt. From the test results at setting temperature 16C without heat pipe takes 2418 seconds, with power consumption of 0.103 kWh and evaporator cooling load 8,174 kJ/s. Heat pipe with horizontal position takes 1782 seconds, compressor power 0,079 kWh and cooling load 7,663 kJ/s, whereas heat pipe with vertical position only takes 1487 seconds, compressor power 0,073 kWh and cooling load 7,152 kJ/s. It can be seen that heat pipe with vertical position is more efficient to use. Because the horizontal position of gravity style does not affect capillarity, where the heat pipe performance can function perfectly if it is positioned vertically with the evaporator below because the capillarity effect is aided by the force of gravity of the earth. Keywords: heat pipe vertical and heat pipe horizontal 1. Pendahuluan Di Negara Indonesia yang beriklim tropis pada dasarnya memiliki temperatur udara yang berkisar 28°C-35°C dengan kelembaban Relative humidity 70%-90%, sedangkan kondisi nyaman udara pada suatu bangunan bertemperatur 22°C- 25°C dengan kelembaban Realtive humidity 40%-60% Penggunaan AC yang sehat harus ada sirkulasi udara yang segar, memasok udara segar dari luar dan membuang udara kotor dari dalam ruangan atau “sistem ventilasi” adalah elemen yang penting dari sistem pendingin udara. Adanya udara panas lingkungan yang masuk kedalam sistem pendinginan dapat menyebabkan kinerja dari sistem pendingin menjadi semakin tinggi. Hal tersebut masih menjadi kendala dari permasalahan suatu sistem pendingin ruangan karena dapat menyebabkan beban pendinginan semakin besar. Untuk itu diperlukan suatu sistem agar dapat dimanfaatkan sebagai penyerap panas udara masuk sebelum nantinya digunakan untuk mendinginkan ruangan, sehingga udara yang masuk sudah dalam temperatur yang lebih rendah sebelum nantinya akan didinginkan kembali oleh evaporator. Heat pipe merupakan salah satu alat pemindah kalor positif (tidak membutuhkan konsumsi daya tambahan. Heat pipe merupakan sebuah alat heat exhanger dengan kemampuan transfer panas yang sangat baik. Heat pipe adalah perangkat pasif yang beroperasi dengan memanfaatkan panas laten dari fluida kerja untuk mentransfer panas, Heat Pipe dibagi menjadi tiga yaitu: evaporator, adiabatik dan kondensor dilambangkan berdasarkan kondisi batas termal eksternal. Sebuah fungsi heat pipe ketika panas diterapkan ke bagian evaporator, menyebabkan penguapan fluida kerja. Uap mengalir melalui bagian adiabatik ke bagian kondensor yang lebih rendah, di mana fluida kerja heat pipe mengalami kondensasi. Pada penelitian sistem ini pengkondisian udara dioperasikan pada dua kondisi yaitu dengan heat pipe, dan tanpa heat pipe, dengan hasil penelitian bahwa penggunaan heat pipe pada pengkondisian udara dapat meningkatkan kapasitas penurunan humidity hingga 32% dan menurunkan jumblah energi yang dibutuhkan untuk reheating sebesar 20%. Oleh sebab itu dilakukan penelitian mengenai Heat pipe Air Conditioning dengan meletakkan atau memasukkan sistem pendingin udara masuk menggunakan Straight heat pipe. Dari latar belakang ini penulis mengajukan penelitian mengenai analisa kinerja thermal heat pipe air conditioning (HPAC) posisi vertical dan horizontal

Transcript of ANALISA KINERJA THERMAL HEAT PIPE AIR CONDITIONING … · evaporator, adiabatik dan kondensor...

Prosiding Konferensi Nasional Engineering Perhotelan IX - 2018 (270-276) ISSN 2338 – 414X

Korespondensi: Tel./Fax.: 081529514881 E-mail: Wayan Nata [email protected] Teknik Mesin Universitas Udayana 2018

ANALISA KINERJA THERMAL HEAT PIPE AIR CONDITIONING (HPAC) POSISI VERTICAL DAN HORIZONTAL

I Kadek Dwin Surya Aditama2), Wayan Nata Septiadi1)*,Hendra Wijaksana1), Made Ricki Murti1)1)Program Studi Teknik Mesin Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran Bali

2)Mahasiswa Sarjana (S1) Program Studi Teknik Mesin Universitas Udayana

Abstrak

Heat pipe atau pipa kalor adalah sebuah penghantar panas dengan menggunakan pipe yang berurukuran panjang 71 cm dengan diameter 1cm yang didalamnya berisikan fluida air sebagai penghantar panas dari sisi panas atau yang disebut dengan evaporator ke sisi pendingin yang disebut kondensor. Tujuan dari penelitian ini untuk memperkecil kinerja konpresor pada AC dan memberikan kinerja pada AC yang lebih baik. Penelitian ini menggunakan heat pipe posisi vertical dan posisi horizontal dengan pengujian memakai temperatur setting 20°C, 18°C, 16°C. Dengan kecepatan udara 1,3 m/s dan pemakaian heater dengan spesifikasi 1000 watt. Dari hasil pengujian di temperatur setting 16C tanpa heat pipe membutuhkan waktu 2418 detik, dengan konsumsi daya 0,103 kWh dan beban pendinginan evaporator 8,174 kJ/s. Heat pipe dengan posisi horizontal membutuhkan waktu 1782 detik, daya kompresor 0,079 kWh dan beban pendinginan 7,663 kJ/s, sedangkan heat pipe dengan posisi vertical hanya membutuhkan waktu 1487 detik, daya kompresor 0,073 kWh dan beban pendinginan 7,152 kJ/s. Hal ini dapat dilihat bahwa heat pipe dengan posisi vertical lebih efisien untuk digunakan. Karena posisi horizontal gaya grafitasi tidak berpengaruh kapilaritas, dimana kinerja heat pipe dapat berfungsi secara sempurna jika diposisikan vertical dengan evaporator berada di bawah karena efek kapilaritas dibantu oleh gaya gravitasi bumi. Kata kunci : heat pipe vertical dan heat pipe horizontal

Abstract

Heat pipe or heat pipe is a heat conductor by using a pipe of a length of 71 cm with a diameter of 1cm in which contains water fluid as a heat conductor from the hot side or so-called evaporator to the cooling side called condenser. The purpose of this study is to minimize the performance of the conveyor on the air conditioner and to provide better AC performance. This research uses heat pipe vertical position and horizontal position with testing using setting temperature 20°C, 18°C, 16°C. With a speed of 1.3 m / s and the use of heater with a specification of 1000 watt. From the test results at setting temperature 16C without heat pipe takes 2418 seconds, with power consumption of 0.103 kWh and evaporator cooling load 8,174 kJ/s. Heat pipe with horizontal position takes 1782 seconds, compressor power 0,079 kWh and cooling load 7,663 kJ/s, whereas heat pipe with vertical position only takes 1487 seconds, compressor power 0,073 kWh and cooling load 7,152 kJ/s. It can be seen that heat pipe with vertical position is more efficient to use. Because the horizontal position of gravity style does not affect capillarity, where the heat pipe performance can function perfectly if it is positioned vertically with the evaporator below because the capillarity effect is aided by the force of gravity of the earth. Keywords: heat pipe vertical and heat pipe horizontal

1. Pendahuluan

Di Negara Indonesia yang beriklim tropis pada dasarnya memiliki temperatur udara yang berkisar 28°C-35°C dengan kelembaban Relative humidity 70%-90%, sedangkan kondisi nyaman udara pada suatu bangunan bertemperatur 22°C-25°C dengan kelembaban Realtive humidity 40%-60%

Penggunaan AC yang sehat harus ada sirkulasi udara yang segar, memasok udara segar dari luar dan membuang udara kotor dari dalam ruangan atau “sistem ventilasi” adalah elemen yang penting dari sistem pendingin udara.

Adanya udara panas lingkungan yang masuk kedalam sistem pendinginan dapat menyebabkan kinerja dari sistem pendingin menjadi semakin tinggi. Hal tersebut masih menjadi kendala dari permasalahan suatu sistem pendingin ruangan karena dapat menyebabkan beban pendinginan semakin besar. Untuk itu diperlukan suatu sistem agar dapat dimanfaatkan sebagai penyerap panas udara masuk sebelum nantinya digunakan untuk mendinginkan ruangan, sehingga udara yang masuk sudah dalam temperatur yang lebih rendah sebelum nantinya akan didinginkan kembali oleh evaporator.

Heat pipe merupakan salah satu alat pemindah kalor positif (tidak membutuhkan konsumsi daya tambahan. Heat

pipe merupakan sebuah alat heat exhanger dengan kemampuan transfer panas yang sangat baik. Heat pipe adalah perangkat pasif yang beroperasi dengan memanfaatkan panas laten dari fluida kerja untuk mentransfer panas, Heat Pipe dibagi menjadi tiga yaitu: evaporator, adiabatik dan kondensor dilambangkan berdasarkan kondisi batas termal eksternal. Sebuah fungsi heat pipe ketika panas diterapkan ke bagian evaporator, menyebabkan penguapan fluida kerja. Uap mengalir melalui bagian adiabatik ke bagian kondensor yang lebih rendah, di mana fluida kerja heat pipe mengalami kondensasi.

Pada penelitian sistem ini pengkondisian udara dioperasikan pada dua kondisi yaitu dengan heat pipe, dan tanpa heat pipe, dengan hasil penelitian bahwa penggunaan heat pipe pada pengkondisian udara dapat meningkatkan kapasitas penurunan humidity hingga 32% dan menurunkan jumblah energi yang dibutuhkan untuk reheating sebesar 20%.

Oleh sebab itu dilakukan penelitian mengenai Heat pipe Air Conditioning dengan meletakkan atau memasukkan sistem pendingin udara masuk menggunakan Straight heat pipe. Dari latar belakang ini penulis mengajukan penelitian mengenai analisa kinerja thermal heat pipe air conditioning (HPAC) posisi vertical dan horizontal

I Kadek Dwin Surya Aditama et al. Prosiding KNEP IX – 2018 ISSN 2338 – 414X

271

2. Metode Penelitian

2.1 Bahan dan alat Dalam proses penelitian ini bahan yang digunakan

yaitu : Heat pipe, aluminium ducting, kipas (fan), pemanas (heater), pipa PVC, sambungan pipa L, isolasi ducting, lem, silicon, kabel dan sekrup

Alat yang digunakan yaitu AC, modul NI 9213, thermocouple tipe K, air flow meter, tang ampere

2.2 Tahap Design dan Perancangan Alat 2.2.1 Perancangan Sistem HPAC

Gambar ini merupakan rancangan dari sistem Heat Pipe Air Conditioning dengan variasi posisi Heat Pipe vertical dan horizontal seperti gambar dibawah ini :

2.3 Skematik Pengujian

Dalam persiapan pengujian pertama harus memperhatikan performa mesin AC pastikan keadaan mesin AC sangat baik. Untuk menjaga udara awal agar tetap konstan maka dipasang heater untung memanaskan udara masuk, dalam penelitian ini menggunakan 8 thermocoupel di masing-masing bagian yang akan diukur temperatur dan posisi heat pipe yang dipasang adalah posisi vertical dan horizontal seperti gambar 2.3

Keterangan :

T1 = Temperatur kabin T2 = Temperatur heater T3 = Temperatur heat pipe evaporator T4 = Temperatur evaporator T5 = Temperatur udara keluar T6 = Temperatur ducting outlet T7 = Temperatur heat pipe kondensor T8 = Temperatur lingkungan W1= Beban pendingin Heat Pipe Evaporator W2 = Beban pendinginan Heat Pipe Kondensor

Pengujian sistem Heat Pipe Air Conditioning ini dilakukan dengan memvariasikan posisi Heat Pipe dan temperatur pada kabin. Adapun langkah-langkah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

a. Persiapkan peralatan dan perlengkapan yangakan digunakan, pasang thermocouple di tempatyang sudah ditentukan.

b. Catat temperatur awal pada kabin sampaimencapai 30°C dan temperatur lingkungansebelum proses sistem dimulai.

c. Hidupkan alat dan catat temperatur padathermocouple yang sudah terpasang

d. Perhatikan temperatur hingga mencapai 20°Ce. Hitung beban pendinginan Heat Pipe Evaporator

dan Heat Pipe Kondensor,f. Hitung juga konsumsi daya dengan tang ampere

dan tunggu hingga 5 menit sebelum alatdimatikan.

g. Matikan alat dan tunggu temperatur kabinmencapai 30°C

h. Lakukan pengulangan c-d untuk temperatur 18°Ci. Lakukan pengulangan e-gj. Lakukan pengulangan c-d untuk temperature 16°Ck. Lakukan pengulangan e-f.l. Matikan alat.

2.4 Cara Kerja Alat Pengujian a. Cara kerja AC tanpa menggunakan heat pipe.

Udara masuk dari luar menuju reheater, fungsi reheatertersebut bertujuan untuk memanaskan udara masuk, kemudian udara yang sudah dipanaskan dari reheater akan masuk ke evaporator AC yang bertujuan untuk mendinginkan udara yang tadinya di panaskan dari reheater. Setelah udara dingin kemudian udara tersebut akan masuk ke ruangan. Udara yang yang terdapat dari ruangan akan keluar ke saluran outlet ducting, udara tersebut akan keluar karna diserap oleh fan outdoor. b. Cara kerja AC dengan menggunakan heat pipe pada

posisi vertical dan horizontalUdara masuk dari luar menuju reheater, fungsi reheater

tersebut bertujuan untuk memanaskan udara masuk, kemudian udara yang sudah dipanaskan dari reheater akan masuk ke heat pipe evaporator yang bertujuan untuk mendinginkan udara yang tadinya di panaskan dari reheater. Setelah udara dingin kemudian udara tersebut akan masuk ke evaporator AC, yang kemudian udara tersebut akan masuk ke ruangan. Udara yang terdapat dari ruangan akan keluar ke saluran outlet, dimana udara tersebut akan keluar menuju heat pipe kondensor, kondensor tersebut didinginkan oleh udara yang keluar dari outlet ducting, heat pipe kondensor juga melepas udara panas yang akan diserap oleh fan outdoor dan dikeluarkan ke luar.

Adapun temperatur yang di setting dengan temperature 20C, 18C dan 16C, menghitung beban pendingin dan konsumsi daya dengan menggunakan heat pipe dan tanpa menggunakan heat pipe.

Daya kompresor dapat dihitungn dengan persamaan :

P = V . I . t (1)

Gambar 2.1 Racangan sistem Heat pipe Air Conditioning

Gambar 2.2 Racangan Heat pipe vertical dan horizontal

Gambar 2.3 Skematik Pengujian HPAC dengan posisi vertical dan horizontal

I Kadek Dwin Surya Aditama et al. Prosiding KNEP IX – 2018 ISSN 2338 – 414X

272

Untuk menghitung debit udara yang masuk ke dalam ducting menggunakan rumus :

Q = ν. A (2)

Menghitung laju aliran massa udara dengan menggunakan persamaan

ṁ = Q . (3)

Perhitungan beban pendinginan didapatkan dengan menggunakan rumus :

qs = ṁ .Cp.(T) (4)

3. Hasil dan Pembahasan3.1 Data Penelitian

Dari pengujian yang dilakukan didapat hasil seperti pada tabel 3.1, tabel 3.2 dan tabel 3.3. Tabel 3.1 merupakan tabel pengujian tanpa menggunakan heat pipe dengan distribusi temperatur, beban pendinginan heat pipe evaporator dan heat pipe kondensor serta konsumsi daya pada kompresor terhadap temperatur kabin 20C, 18C dan 16C. Tabel 3.2 adalah tabel dengan pengaplikasian heat pipe dengan posisi vertical. Sedangkan tabel 3.3 adalah tabel dengan menggunakan heat pipe dengan posisi horizontal

Tabel 3.1 Data temperatur dan beban pendingin pada temperatur setting 20C, 18C dan 16C tanpa menggunakan heat pipe

Tabel 3.2 Data temperatur dan beban pendingin pada temperatur setting 20C, 18C dan 16C dengan menggunakan heat pipe posisi vertical

Tabel 3.3 Data temperatur dan beban pendingin pada temperatur setting 20C, 18C dan 16C dengan menggunakan heat pipe posisi horizontal

Dari data tabel yang sudah di catat menunjukkan temperature pada heat pipe, konsumsi daya kompresor dan beban pendinginan heat pipe evaporator dan heat pipe kondensor seperti yang terlihat pada tabel 3.1, 3.2 dan 3.3, tersebut bahwa temperatur di sepanjang heat pipe menurun dari evaporator sampai kondensor. Temperatur heat pipe yang terdapat di bagian evaporator dengan posisi vertical memiliki temperatur lebih rendah dibandingkan heat pipe dengan posisi horizontal. Dalam hal ini pengunaan heat pipe untuk pengkondisian udara memiliki pengaruh yang cukup bagus dalam mengurangi kinerja kompresor AC. 3.2 Data Kecepatan Aliran Udara

3.2.1 Kecepatan aliran udara pada ducting heat pipe

Kecepatan udara dapat ukur dengan menggunakan air flow meter dengan kecepatan 1,3 m/s

3.2.2 Menghitung Debit dan Laju aliran Massa Jenis Udara

Dari tabel psychometric chart pada udara didapat : = 1,2 kg/m3

Cp = 1,03 kJ/kg.K

.

Pada gambar 4.1 grafik diagram batang menjelaskan bahwa konsumsi daya kompresor dengan temperatur kabin 16°C dengan menggunakan heat pipe vertical kinerja dari sistem AC lebih rendah 7,6% dibandingkan daya kompresor dengan menggunakan heat pipe pada posisi horizontal. Pada temperatur kabin 16°C konsumsi daya yang dibutuhkan tanpa menggunakan heat pipe sebesar 0.103 kWh, sedangkan dengan menggunakan heat pipe dengan posisi vertical membutuhkan konsumsi daya 0,073 kWh dan penggunaan heat pipe dengan posisi horizontal dengan konsumsi daya 0,079 kWh. Untuk temperatur kabin 18°C dan 20°C tanpa menggunakan heat pipe dengan konsumsi daya 0,064 kWh dan 0,046 kWh. Untuk pemakaian heat pipe dengan posisi vertical dengan konsumsi daya 0,035 kWh dan 0,031 kWh. Sedangkan untuk penggunaan heat pipe horizontal membutuhkan daya lebih besar dibandingkan heat pipe dengan posisi vertikal 0,045 kWh dan 0,034 kWh. Jadi penggunaan heat pipe dengan posisi vertical lebih efektif untuk mengurangi kerja evaporator AC dibandingkan penggunaan heat pipe dengan posisi horizontal dan tanpa menggunakan heat pipe.

Gambar 3.1 Grafik Batang Daya Kompresor

I Kadek Dwin Surya Aditama et al. Prosiding KNEP IX – 2018 ISSN 2338 – 414X

273

Pada gambar 3.2 merupakan grafik diagram batang beban pendinginan evaporator heat pipe menjelaskan bahwa beban pendinginan evaporator heat pipe dengan temperatur kabin 16°C dengan menggunakan heat pipe vertical beban pendinginan lebih rendah 6,7% dibandingkan beban pendinginan dengan menggunakan heat pipe dengan posisi horizontal. Pada temperatur kabin 16°C beban pendinginan tanpa menggunakan heat pipe sebesar 8,174 kJ/s, sedangkan dengan menggunakan heat pipe dengan posisi vertical sebesar 6,641kJ/s dan penggunaan heat pipe dengan posisi horizontal dengan beban pendinginan 7,152 kJ/s. Untuk temperatur kabin 18°C dan 20°C tanpa menggunakan heat pipe dengan beban pendinginan sebesar 7,663 kJ/s dan 7,663 kJ/s. Untuk pemakaian heat pipe dengan posisi vertical beban pendinginan 6,641kJ/s dan 6,130 kJ/s. Sedangkan untuk penggunaan heat pipe horizontal beban pendinginan lebih besar dibandingkan heat pipe dengan posisi vertikal 7,152 kJ/s dan 6,561 kJ/s. Jadi penggunaan heat pipe dengan posisi vertical lebih efektif untuk mengurangi beban pendinginan evaporator AC sehingga kerja kompresor lebih berkurang dibandingkan penggunaan heat pipe dengan posisi horizontal dan tanpa menggunakan heat pipe.

3.3 Data Grafik Garis Tanpa Menggunakan Heat Pipe, Pada Temperatur 20°C, 18°C dan 16°C

Gambar 3.3, 3.4 dan 3.5 merupakan distribusi temperatur sistem air conditioning tanpa menggunakna heat pipe pada temperatur kabin 20°C, 18°C dan 16°C. dari gambar 3.3, 3.4 dan 3.5 dapat dilihat bahwa waktu untuk mencapai temperatur kabin 20°C, 18°C dan 16°C dari temperatur 30°C diperoleh waktu masing-masing 643 detik,886 detik dan 1542 detik.

3.4 Data Grafik Garis Menggunakan Heat Pipe Dengan Posisi Vertical Pada Temperatur 20°C, 18°C dan 16°C

Gambar 3.4 grafik tanpa heat pipe dengan temperatur kabin 18°C

Gambar 3.5 grafik tanpa heat pipe dengan temperatur kabin 16°C

Gambar 3.6 grafik heat pipe dengan posisi vertical pada temperatur kabin 20°C

Gambar 3.2 Grafik Batang Daya Kompresor

Gambar 3.3 grafik tanpa heat pipe dengan temperatur kabin 20°C

I Kadek Dwin Surya Aditama et al. Prosiding KNEP IX – 2018 ISSN 2338 – 414X

274

Gambar 3.6, 3.7, dan 3.8 merupakan distribusi temperatur sistem heat pipe air conditioning dengan posisi vertical pada pencapaian temperatur kabin 20°C, 18°C dan 16°. Dari gambar 3.6 dapat dilihat bahwa untuk pencapaian temperatur 20°C dari temperatur awal 30°C diperlukan waktu 535 detik. Hal ini lebih cepat 108 detik dibandingkan tanpa penggunaan heat pipe. Temperatur udara setelah melewati heat pipe (temperatur masuk evaporator AC) selisih 26°C dimana terjadi penurunan temperatur oleh heat pipe sebesar 4°C. Adanya penurunan temperatur mengakibatkan kerja evaporator AC lebih ringan sehingga pecapaian temperatur kabin lebih cepat dibandingkan sistem air conditioning tanpa menggunakan heat pipe. Pencapaian temperatur kabin 18°C dan 16°C masing-masing memerlukan waktu 578 detik dan 1097 detik. Hal ini terlihat pada gambar 3.7 dan 3.8. Seperti halnya pada pencapaian temperatur kabin 20°C sistem heat pipe air conditioning mencapai temperatur kabin 18°C dan 16°C lebih cepat dibandingkan tanpa menggunakan heat pipe. Adanya waktu yang dibutuhkan masing-masing 308 detik dan 445 detik lebih cepat dibandingkan tanpa menggunakan heat pipe. Adanya heat pipe sebelum

evaporator AC mempu menurunkan temperatur sebesar 5°C dan 6°C

3.5 Data Grafik Garis Menggunakan Heat Pipe Dengan Posisi Horizontal Pada Temperatur 20°C, 18°C dan 16°C

Gambar 3.9, 3.10, dan 3.11 merupakan distribusi temperatur sistem heat pipe air conditioning dengan posisi horizontal pada pencapaian temperatur kabin 20°C, 18°C dan 16°. Dari gambar 3.9 dapat dilihat bahwa untuk pencapaian temperatur 20°C dari temperatur awal 30°C

Gambar 3.7 grafik heat pipe dengan posisi vertical pada temperatur kabin 18°C

Gambar 3.8 grafik heat pipe dengan posisi vertical pada temperatur kabin 16°C

Gambar 3.9 grafik heat pipe dengan posisi horizontal pada temperatur kabin 20°C

Gambar 3.10 grafik heat pipe dengan posisi horizontal pada temperatur kabin 18°C

Gambar 3.11 grafik heat pipe dengan posisi horizontal pada temperatur kabin 16°C

I Kadek Dwin Surya Aditama et al. Prosiding KNEP IX – 2018 ISSN 2338 – 414X

275

diperlukan waktu 535 detik. Hal ini lebih cepat 108 detik dibandingkan tanpa penggunaan heat pipe.

Temperatur udara setelah melewati heat pipe (temperatur masuk evaporator AC) selisih 26°C dimana terjadi penurunan temperatur oleh heat pipe sebesar 4°C. Pencapaian temperatur kabin 18°C dan 16°C masing-masing memerlukan waktu 670 detik dan 1189 detik. Hal ini terlihat pada gambar 3.10 dan 3.11. Seperti pada pencapaian temperatur kabin 20°C sistem heat pipe air conditioning mencapai temperatur kabin 18°C dan 16°C lebih cepat dibandingkan tanpa menggunakan heat pipe. Adanya waktu yang dibutuhkan masing-masing 216 detik dan 353 detik lebih cepat dibandingkan tanpa menggunakan heat pipe. Adanya heat pipe sebelum evaporator AC hanya mampu menurunkan temperatur sebesar 4°C

3.6 Perbandingan Temperatur pada temperatur setting 20°C, 18°C dan 16°C tanpa menggunakan heat pipe, heat pipe vertical dan heat pipe horizontal

Pada gambar 3.12, 3.13 dan 3.14 merupakan distribusi temperatur kabin pada sistem air conditioning tanpa menggunakan heat pipe dan sistem air conditioning deangan heat pipe pada posisi vertical dan horizontal. Pada gambar 3.12 terlihat untuk pencapaian temperatur kabin 20°C masing-masing membutuhkan waktu 643 detik, 473 detik dan 535 detik. Untuk mencapai temperatur kabin 18°C tanpa menggunakan heat pipe mebutuhkan waktu 886, sedangkan dengan menggunakan heat pipe pada posisi vertical membutuhkan waktu 578 detik dan pemakaian heat pipe dengan posisi horizontal membutuhkan waktu 670 detik.

Untuk sistem air conditioning tanpa menggunakan heat pipe, HPAC dengan posisi heat pipe vertical dan HPAC dengan posisi heat pipe horizontal seperti terlihat pada gambar 3.12, 3.13 dan 3.14 merupakan penurunun distribusi temperatur pada sistem air conditioning tanpa heat pipe, HPAC dengan posisi vertical dan HPAC dengan posisi horizontal. Dari gambar tersebut tanpa menggunakan heat pipe membutuhkan waktu 1542 detik sedangkan menggunakan heat pipe pada posisi vertical membutuhkan waktu 1097 detik dan posisi horizontal membutuhkan waktu 1189 detik untuk mencapai temperatur kabin 16°C. Dari semua kondisi terlihat bahwa pemakaian heat pipe pada sistem air conditioning (HPAC), heat pipe dengan posisi vertical lebih efektif untuk digunakan dibandingkan dengan pemakaian heat pipe horizontal dan tanpa menggunakan heat pipe. Dimana waktu yang dibutuhkan heat pipe vertical untuk mencapai temperatur kabin 20°C 63 detik dibandingkan dengan heat pipe horizontal dan 170 detik lebih cepat dibandingkan tanpa menggunakan heat pipe. Untuk mencapai temperatur kabin 18°C dengan heat pipe vertikal membutuhkan waktu 92 detik lebih cepat dibandingkan menggunakan heat pipe horizontal dan 308 detik lebih cepat dibandingkan tanpa menggunakan heat pipe. Untuk mencapai temperatur kabin 16°C dengan heat pipe horizontal membutuhkan waktu 92 detik lebih cepat dibandingkan menggunakan heat pipe horizontal dan 445 detik lebih cepat dibandingkan tanpa menggunakan heat pipe.

4. KesimpulanBerdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan sebagi

berikut :

Kinerja thermal heat pipe air conditioning dengan penggunaan heat pipe dengan temperatur 16°C pada posisi vertical lebih efektif dibandingkan dengan penggunaan heat pipe pada posisi horizontal, dimana beban pendinginan dan konsumsi daya kompresor pada penggunaan heat pipe vertical dan horizontal masing-masing : beban pendinginan pada penggunaan heat pipe vertical 7,152 kW dan daya kompresor 0,073 kWh, sedangkan penggunaan heat pipe horizontal dengan beban pendinginan 7,663 kW dan daya kompresor 0,074 kWh.

Beban pendinginan pada penggunaan heat pipe vertical lebih rendah 6,7% dibandingkan dengan penggunaan heat pipe pada posisi horizontal

Gambar 3.11 perbandingan grafik tanpa menggunakan heat pipe dan menggunakan heat pipe posisi vertical

dan horizontal pada temperatur kabin 20°C

Gambar 3.12 perbandingan grafik tanpa menggunakan heat pipe dan menggunakan heat pipe posisi vertical dan

horizontal pada temperatur kabin 18°C

Gambar 3.13 perbandingan grafik tanpa menggunakan heat pipe dan menggunakan heat pipe posisi vertical

dan horizontal pada temperatur kabin 16°C

I Kadek Dwin Surya Aditama et al. Prosiding KNEP IX – 2018 ISSN 2338 – 414X

276

Konsumsi daya kompresor pada penggunaan heat pipe pada posisi vertical lebih rendah 7,6% dibandingkan penggunaan heat pipe pada posisi horizontal.

Beban pendinginan dan konsumsi daya pada penggunaan heat pipe pada posisi vertical lebih rendah 12,5% dibandingkan penggunaan sistem air conditioning tanpa menggunakan heat pipe.

Adapun saran yang perlu disampaikan untuk penelitian selanjutnya sebagai berikut :

1. Untuk dapat memberikan kinerja heat pipe yanglebih akurat, agar tidak ada kebocoran yangterdapat di dalam ducting maupun di dalam kabinharus bener-benar terisolasi secara sempurna.

2. Perlu adanya rancangan alat yang lebih baik,sehingga pada ducting tidak berpengaruh terhadapudara dari luar.

5. Daftar Pustaka[1] ASHRAE, ASHRAE standart 62 1989. ASHRAE.

Washington DC (1989) [2] Y. H. Yau, M. Ahmadzadehtalatapeh, A review on the

application of horizontal heat pipe teat exchanger in airconditioning systems in the tropics. Apllied Thermal Engginering 3 (2910) 77-84

[3] J.K. McFarland, S.M Jeter, S.I. Abdel-khalik, Effect of heat pipe on dehumidification of a controlled air space, ASHRAE Transaction 102 (part1) (1996) 132-139

[4] Prasasti, Corie Indria, J.Mukono, dan Sudarmaji. 2005. Pengaruh Kualitas Udara dalam ruangan ber-AC terhadap gangguan kesehatan. Jurnal Kesehatan Lingkungan Vol. 1, No.2.