Jurnal Teknologi Terapan | Volume 4,  Nomor 1,  Maret 2018                                                                     p-ISSN 2477-3506 e-ISSN 2549-1938

## UJI KARAKTERISTIK POMPA SENTRIFUGAL PADA COOLING HYDRONIC SYSTEM MENGGUNAKAN REFRIJERAN RAMAH LINGKUNGAN
Yudhy Kurniawan 1 , Kusnandar 2
1,2 Jurusan Teknik Pendingin dan Tata Udara, Politeknik Negeri Indramayu E-mail : k.yudhy@yahoo.com 1 , kusnandar11@gmail.com 2

## Abstrak
Pada  umumnya  sistem  pendingin  hidronik  diterapkan  pada  skala  besar  pemanfaatan  komersial  atau  industri,  dimana pendinginan air diproses melalui mekaniseme perpindahan panas pada pipa evaporator menggunakan sistem pendingin kompresi uap seperti Chiller dengan bahan pendingin (refrijeran). Ide penelitian didasarkan pada belum adanya peralatan praktek uji sistem pendingin hidronik  pada Jurusan Teknik Pendingin dan Tata Udara di Politeknik Negeri Indramayu yang  merupakan  kompetensi  utama  dimata  kuliah  Tata  Udara  Terapan.  Sebagai  pemanfaatan  praktek  dibuat  sistem pendingin  hidronik  (cooling  hydronic  system)  dengan  memanfaatkan  sistem  pendingin  kompresi  uap  yaitu  AC  split dengan menggunakan refrijeran R32 yang ramah lingkungan. Sistem kerja AC split ini dimodifikasi koil evaporatornya menjadi media penukar kalor untuk mendinginkan air yang berada didalam tangki air. Air yang dingin tersebut kemudian didistribusikan dalam sistem instalasi perpipaan dengan bantuan dua pompa yang secara variatif disusun secara seri dan paralel. Dari proses ini perlu diketahui kemampuan kerja pompa baik ditinjau dari karakteristiknya (head dan capasity) atau performansinya, termasuk rugi-rugi energi dan kapasitas pendinginan sistem. Hasil yang diperoleh dilakukan analisis dan perhitungan apakah sesuai dengan kajian secara teoritis yang diketahui.
Kata kunci : Karakteristik Pompa sentrifugal, performansi, dan kapasitas pendinginan

## Abstract
In  generally  cooling  hydronic  system  applied  to  large-scale  commercial  or  industrial  use,  where  water  cooling  is processed through heat transfer mechanism in the evaporator pipe using a vapour compression system such as a chiller with refrigerant. The research idea is based on not available practice test of cooling hydronic system at the Department of Refrigeration and Air Conditioning Engineering at State Polytechnic of Indramayu which is the main competency in the course of Air Conditioning Applied. As teh utilization practice made cooling hydronic system by utilizing a vapour compression system that is split AC using refrijeran R32 is environmentally friendly. The split  AC system modifies its evaporator coil into a heat exchange medium to cool water in the water tank. The cold water is then distributed in the piping installation system with the two pumps that are varied in series and parallel. From this process, it is necessary to know the working capability of the pumps in terms of its characteristics (head and capacity) or its performance, including energy losses and cooling capacity system. The results obtained are analyzed and the calculation is in accordance with theoretically known study.
Keywords : Characteristics Centrifugal pump, performance, and cooling capacity

## I. PENDAHULUAN I.1 Permasalahan Penelitian
Dalam dunia industry yang melibatkan system pendingin hidronik umumnya menggunakan komponen pompa jenis sentrifugal  untuk  memindahkan  fluida  pendingin  dari suatu  tempat  ke  tempat  lain  dengan  cara  menaikkan tekanan fluida tersebut. Kenaikan tekanan cairan tersebut digunakan untuk mengatasi hambatan-hambatan pengaliran.  Hambatan-hambatan  pengaliran  itu  dapat berupa  perbedaan  tekanan,  perbedaan  ketinggian  atau hambatan  gesek.  Pada  pompa  sentrifugal  ini,  fluida dipindahkan dengan  menggunakan  gaya sentrifugal  yang diakibatkan  gerak  impeller  dan  sekaligus  mengubah tenaga  kinetik  fluida  menjadi  tenaga  tekan  [1]. Permasalahan  yang  terjadi  jika  ketinggian  atau  kapasitas yang  diperlukan  tidak  tercapai  seringkali  melibatkan
pompa  tambahan  yang  dalam  pengoperasiannya  disusun secara variasi  yaitu seri, paralel, atau kombinasi seri dan paralel.  Instalasi  yang  dilakukan  secara  variasi  ini  dan memanfaatkan modifikasi sistem pendingin kompresi uap unit  AC split sebagai  bahan  kajian,  hal  ini  dimaksudkan sebagai representatif skala kecil yang umumnya di industri menggunakan  unit Chiller .  Termasuk  penggunaan refrijeran  R32  yang  ramah  lingkungan  sebagai  bahan pendingin yang saat ini menjadi pengganti R22 yang sudah tidak  diperbolehkan  lagi  sejak  awal  tahun  2016  karena berpotensi pencemaran lingkungan [2]. Dari sistem  yang dibuat  dikaji  karakteristik  dan  performansi  kerja  dari pompa  tersebut,  sehingga  perlu  dilakukan  suatu  kajian eksperimental  yang  akan  menguji  kemampuan  pompa sentrifugal  tersebut  bekerja  secara  optimal  pada  system
pendingin  hidronik  menggunakan  refrijeran  yang  ramah lingkungan.

## I.2 Wawasan dan Rencana Pemecahan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut diatas, masalah yang akan  diselesaikan  dalam  penelitian  ini  adalah  sebagai berikut :
1. Bagaimana  merancang  dan  membuat  instalasi pengujian pompa sentrifugal  pada cooling hydronic system menggunakan refrijeran ramah lingkungan;
2. Bagaimana  karakteristik  pompa  sentrifugal  yang dihasilkan dari berbagai variasi susunan ;
3. Bagaimana  rugi-rugi  energy  dan  efisiensi  pompa sentrifugal  yang  dihasilkan  dari  berbagai  variasi susunan;
4. Bagaimana  kapasitas  pendinginan  yang  diperoleh pada system tersebut.

## I.3 Rumusan Tujuan Penelitian
Tujuan  penelitian  ini  adalah  merancang  dan  membuat instalasi  pengujian  pompa  sentrifugal  pada cooling hydronic system menggunakan refrijeran ramah lingkungan

## I.4 Kajian Teoritik
Ada beberapa jenis pompa yang digunakan, namun yang sering dipakai dalam kegiatan industry maupun domestic adalah  jenis  pompa  sentrifugal.  Pompa  sentrifugal mempunyai  dua  bagian  penting,  yaitu impeller yang berfungsi untuk memindahkan tenaga mekanis dari poros pompa ke fluida dengan cara diputar sehingga timbul gaya sentrifugal dan rumah pompa ( cagging ) yang mengarahkan fluida ke impeller dan sekaligus mengubah tenaga kinetic fluida menjadi tenaga tekanan. Untuk dapat memecahkan  suatu  masalah  yang  berhubungan  dengan pompa dalam kondisi yang serba terbatas. Jika ketinggian atau kapasitas yang diperlukan tidak dapat dicapai dengan satu  pompa  saja,  maka  dapat  digunakan  dua  pompa  atau lebih yang disusun secara paralel atau seri [3]. Jika  head  atau  kapasitas  yang  diperlukan  tidak  dapat dicapai  dengan  satu  pompa  saja,  maka  dapat  digunakan dua pompa atau lebih yang disusun secara seri atau paralel.

## 1. Susunan Seri
Bila head yang diperlukan besar dan tidak dapat dilayani oleh  satu  pompa,  maka  dapat  digunakan  lebih  dari  satu pompa  yang  disusun  secara  seri.  Penyusunan  pompa secara seri dapat digambarkan sebagai berikut :
Gambar 1.1 Pompa Susunan Seri
Susunan paralel dapat digunakan bila diperlukan kapasitas yang besar yang tidak dapat dihandle oleh satu pompa  saja,  atau  bila  diperlukan  pompa  cadangan  yang akan  dipergunakan  bila  pompa  utama  rusak/diperbaiki. Penyusunan  pompa  secara  paralel  dapat  digamba  rkan sebagai berikut :

## Gambar 1.2 Pompa Susunan Paralel
Pada gambar di bawah ini digambarkan grafik operasi seri dan paralel dari pompa-pompa dengan karakteristik yang sama.
Gambar 1.3 Operasi Seri dan Paralel dari pompa-pompa dengan karakteristik yang  sama Gambar  1.3  menunjukan  kurva  head–  kapasitas  dari pompa- pompa yang mempunyai karakteristik yang sama yang di pasang secara paralel atau seri. Dalam gambar ini kurva  untuk  pompa  tunggal  diberi  tanda  (1)  dan  untuk susunan seri yang terdiri dari dua buah pompa diberi tanda (2). Harga head kurva (2) diperoleh dari harga head kurva (1)  dikalikan  (2)  untuk  kapasitas  (Q)  yang  sama.  Kurva untuk susunan  paralel yang terdiri dari dua buah pompa, diberi  tanda  (3).  Harga  kapasitas  (Q)  kurva  (3)  ini diperoleh dari harga kapasitas pada kurva (1) dikalikan (2) untuk head yang sama (Q=Q1 + Q2).
Dalam  gambar  diatas  ditunjukkan  tiga  buah  kurva  head- kapasitas  sistem,  yaitu  R1,  R2,  dan  R3.  Kurva  R3 menujukkan tahanan  yang lebih tinggi dibanding dengan R2 dan R1. Jika sistem mempunyai kurva head-kapasitas R3,  maka  titik  kerja  pompa  1  akan  terletak  di  (D).  Jika pompa ini disusun  seri sehingga  menghasilkan  kurva (2) maka titik kerja akan pindah ke (E). Disini terlihat bahwa head titik (E) tidak sama dengan dua kali lipat head (D), karena ada perubahan (berupa kenaikan) kapasitas. Sekarang jika sistem mempunyai kurva head-kapasitas R1 maka titik kerja pompa (1) akan terletak di (A). Jika pompa ini disusun paralel sehingga menghasilkan kurva (3) maka titik kerjanya akan berpindah ke (B). Disini terlihat bahwa kapasitas  dititik  (B)  tidak  sama  dengan  dua  kali  lipat kapasitas  dititik  (A),  karena  ada  perubahan  (kenaikan) head sistem.
Jika  sistem  mempunyai  kurva  karakteristik  seperti  R2 maka  laju  aliran  akan  sama  untuk  susunan  seri  maupun paralel. Namun jika karakteristik sistem adalah seperti R1 dan  R3  maka  akan  diperlukan  pompa  dalam  susunan paralel  atau  seri.  Susunan  paralel  pada  umumnya  untuk laju aliran besar,dan susunan seri untuk head yang tinggi pada operasi.
Pengaturan kapasitas adalah sebagai berikut : Pengaturan katup yaitu menggunakan katup pengatur yang dipasang di pipa  keluar  pompa.  Aliran  diatur  dengan  jalan menghambat  aliran  dengan  merubah-rubah  pembukaan katup, maka kerugian head makin besar [4].
Konsep  kerja  dan  dasar  perhitungan  karakteristik, efisiensi,  rugi-rugi  energi  pada  pompa  dan  kapasitas pendinginan sistem

## Parameter Pompa
Parameter  utama  pada  pompa  adalah  sebagai  berikut (Helly.S.Lainsamputty, 2014):

## 1. Kapasitas Pompa (Q)
Kapasitas pompa adalah kemampuan pompa mengalirkan volume fluida dalam waktu tertentu dengan satuan m³/jam atau  m³/detik.  Kapasitas  pompa  tergantung  pada  jenis, ukuran  dan  sumber  penggerak  pompa  itu  sendiri. Kebocoran cairan atau fluida pada perapat poros atau air balik  maupun  gesekan  tidak  diperhitungkansebagai kapasitas  pompa,  karena  itu  maka  sering  menggunakan istilah  efisiensi  volumetrik.  Kapasitas  pompa  dapat dihitung dengan rumus berikut (Sularso, Haruo T, 1983):
Q= 𝑉 𝑡 (m3/det) ............................ (1)
Dimana  : Q= kapasitas pompa (m3/det) V= volume air yang dipompa (m3) t = waktu pompa (s)
2. Head Pompa (H). Head pompa  adalah  energi  per  satuan  berat  yang  harus disediakan  untuk  mengalirkan  sejumlah  zat  cair  yang direncanakan sesuai dengan kondisi instalasi pompa, atau tekanan  untuk  mengalirkan  sejumlah  zat  cair,  yang umumnya  dinyatakan  dalam  satuan  panjang. Head ini tidak  tergantung  dari  berat jenis  media,  dengan  kata  lain sebuah pompa sentrifugal dapat menimbulkan head yang sama  untuk  jenis  cairan.Tetapi  berat  jenis  media  akan menyebabkan tekanan pada pompa tersebut. Head pompa dapat  dihitung  dengan  rumus  berikut  (Sularso,  HaruoT, 1983):
Untuk Head atau  kerja  pompa  tunggal  dapat  dihitung menggunakan persamaan berikut:
𝐻 = 𝐻 𝑑 −   𝐻 𝑠 .
(m) ....................................  (2)
Untuk head atau  kerja  pompa  seri  dapat  dihitung menggunakan persamaan berikut :
𝐻 𝑠𝑒𝑟𝑖 =   (𝐻 𝑑1 − 𝐻 𝑠1 ) + (𝐻 𝑑2 − 𝐻 𝑠2 ) .(m)...................   (3)
Sedangkan  untuk head atau  kerja  pompa  paralel  dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:
𝐻 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙 = (𝐻𝑑1−𝐻𝑠1)+(𝐻𝑑2−𝐻𝑠2) 2 . (m)....................... (4)
3. Daya Pompa
Daya  adalah  kerja  yang  dilakukan  per  satuan  waktu. Satuan daya adalah HP atau watt (M.Faizal Yamin,2016).  Daya Hidrolik Dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
P pompa = ρ.g.Q.H (watt)...............................  (5) Dimana  : ρ = Kerapatan fluida ( kg/m³ )
g = Percepatan gravitasi ( m/s²) Q = Laju aliran ( m3/s ) H = Head pompa ( m )
 Daya Listrik Dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
P listrik = V.I.Cos ∅ .........................................   (6)
Dimana  :
V = Tegangan listrik ( V )
I = Arus listrik ( A ) Cos ∅ = bernilai 0,85 (nilai faktor daya)

## 4. Efisiensi
Efisiensi  pompa  dapat  dihitung  dengan  menggunakan persamaan :
η = 𝑃𝑝𝑜𝑚𝑝𝑎 𝑃𝑙𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑘 x 100 %.........................................(7)
Dimana   : P pompa = Daya Hidraulik ( Watt ) P listrik = Daya listrik ( Watt )

## 5. Debit Aliran
Berdasarkan  definisi  debit  yaitu  volume  zat  cair  yang mengalir  per  satuan  waktu,  maka  satuan  debit  adalah “satuan  volume  per  satuan  waktu”.  Contoh  satuan  debit adalah  m 3 /detik,  m 3 /jam,  liter/detik,  liter/jam,  ml/detik, dan  lain  sebagainya.  Berdasarkan  definisi  debit  di  atas maka  rumus  untuk  menghitung  debit  suatu  cairan  yang mengalir adalah sebagai berikut:
𝐷𝑒𝑏𝑖𝑡 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑎𝑙𝑖𝑟𝑎𝑛 𝑊𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑎𝑙𝑖𝑟𝑎𝑛 .................................................  (8)

## 6. Kerugian energi (Head Loss)
Head  loss  ( kerugian  energi)  adalah  nilai  yang  didapat untuk mengetahui jumlah kerugian yang terjadi pada aliran fluida.  Kerugian  tersebut  antara  lain  berupa  kerugian gesek  aliran  dalam  pipa,  dan  head  kerugian  didalam belokan, serta percabangan.

## 6.1.  Kerugian Mayor (Major Losses)
Kerugian dalam pipa atau bisa disebut major losses adalah kerugian yang disebabkan oleh gesekan aliran disepanjang pipa. Untuk menghitung kerugian gesek dapat dirumuskan sebagai berikut (Fox dan Mc. Donald, 1995)
ℎ 𝑟 = ƒ 𝐿𝑣2 𝐷 2𝑔 .....................................................  (9)
Dimana  : ℎ 𝑟 : Kerugian gesek dalam pipa
ƒ : Koef. Kerugian gesek (didapat dari diagram moody) L : Panjang pipa D : Diameter pipa v : Kecepatan aliran fluida g : Percepatan gravitasi
Gambar 1.4 Moody Diagram

## 6.2. Kerugian Minor (Minor Losses)
Pada  saat  aliran  fluida  mengalami  gangguan  aliran  yang menyebabkan  kurangnya  energi  aliran,  hal  ini  dapat disebut  head  kerugian  dalam  jalur  pipa.  Secara  umum dapat dirumuskan sebagai berikut (M. Faizal Yamin,2016):
ℎ 𝑟 = ƒ 𝑣2 2𝑔 ...................................................     (10)
Dimana  : ℎ 𝑟
: Kerugian gesek dalam pipa
ƒ : Koef. Kerugian v : Kecepatan aliran fluida g : Percepatan gravitasi Kerugian head ini sering terjadi pada Belokan (elbow) Pada belokan lengkung koefisien kerugian dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
ƒ = [0,131 + 1,847 ( 𝐷 2𝑅 ) 3,5 ] ( 𝜃
90 ) 0,5 .................. .........     (11) Dimana  : ƒ : Koef. Kerugian R : Jari-jari lengkung sumbu belokan 𝜃 : Sudut belokan D : Diameter dalam pipa
Tabel 1. Koefisien Kerugian pada elbow
(Sumber : M. Faizal Yamin, 2016)
Kerugian head dengan menggunakan konstanta K sebagai pengganti  faktor  friksi    ditulikan  sebagai  berikut (Helmizar,2010):
....................................    (11)
Head  Loss  Minor dapat  pula  diperhitungkan  dengan persamaan :
h lm = 𝑓. 𝐿𝑒 𝐷 . 𝑉2
2 ..........................................   (12)
dimana : 𝐿 𝑒 𝐷 ⁄ = panjang ekuivalen dari komponen
Tabel 2.3  Panjang Ekivalen

## 7. Kapasitas Pendinginan
Pada  system  pendingin  hidronik  ini  digunakan  system kompresi  uap  ( vapour  compression  system )  sebagai komponen utama dalam mendinginkan air dalam tangki air melalui  mekanisme  penukar  kalor  pada  evaporator. Dimana  suplai  temperature  air  yang  diperlukan  biasanya berkisar  antara  5  sampai  dengan  10 o C,  puncaknya  bisa mencapai -15 sampai dengan -10 [5]. Dalam perhitungan kapasitas pendinginan ini melibatkan temperature air dan laju aliran massa, sehingga persamaannya adalah sebagai berikut :
Q  =  m  x  c  x  TC    ........................................(13)
(Sumber : Pita., Edward, Air Conditioning Principles and System, p.113 )
Dimana : Q  = kapasitas pendinginan system (Joule/detik) m  = laju aliran massa air (kg/detik) TC= perubahan temperature air ( o C) c      =  kalor  jenis  air  (Joule/kg. o C)  untuk  air  c  =  4.200 J/kg. o C

## II. METODE PENELITIAN
Metode  penelitian  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  pengujian  karakteristik  dalam  hal  ini  hubungan Head dan Kapasitas, serta efisiensi dari sampel dua pompa sentrifugal yang disusun secara bervariasi, yaitu seri atau parallel  pada cooling  hydronic  system menggunakan refrijeran  yang  ramah  lingkungan.  Dalam  analisisnya diperhitungkan rugi-rugi  yang terjadi pada pipa dan juga perhitungan  kapasitas  pendingan  akibat  perbedaan temperature  pendinginan.  Untuk  lebih  jelasnya  tahapan
    
  
g V K h 2 2
kegiatan  penelitian  dapat  dilihat  diagram  alir  penelitian sebagai berikut :
Mulai Persiapan Penelitian Pengujian dan Pengambilan data Perancangan Merakit instalasi Hasil ? Tidak Ya Selesai 1. Perencanaan Penelitian 2. Studi Pustaka Ya
Gambar 2.1 Diagram Alir Kegiatan Penelitian
Metode penelitian yang disusun adalah sebagai berikut; 1. Tahapan Persiapan (perencanaan dan studi pustaka) Studi pustaka dilakukan  untuk  mendapatkan  materi mengenai  pendahuluan,  tinjauan  pustaka,  data-data atau  informasi  sebagai  bahan  acuan  dalam melakukan pengujian.
Perencanaan  dilakukan  agar  tidak  terjadi  banyak kesalahan pada saat proses pembuatan alat.
2. Tahap Perancangan
a) Merancang  sistem  penempatan  komponen yang tepat
b) Memilih  material  atau  bahan  yang  akan digunakan
c) Membuat design atau gambar teknik
3. Tahap pembuatan / perakitan
a) Pembuatan instalasi system
b) Menyiapkan alat dan bahan
4. Tahap Pengujian dan pengambilan data
a) Menentukan variable-variable pengukuran
b) Menentukan titik pengukuran
c) Pengambilan data pengukuran
5. Tahap Hasil Data yang telah diambil dilakukan perhitungan dan analisa  data.  Dalam  hal  ini  analisa  yang  dilakukan adalah  untuk  menentukan  karakteristik  (Head  dan Kapasitas)  dan  efisiensi  dari  kedua  pompa sentrifugal dengan berbagai variasi seri dan paralel. Pada tahap ini rugi-rugi kehilangan energy pada pipa dan kapasitas pendinginan juga diperhitungkan.

## Model Rancangan Alat
Berikut  ini  adalah  skema  instalasi  dari  sistem  pemipaan hidronik :
Gambar 2.2 Skema Instalasi Cooling Hydronic System
Keterangan : 1. Pompa A dan B
2. Pressure gauge (suction and discharge)
3. Pipa galvanis dan sambungannya
4. Stop kran/hand valve
5. Flowmeter
Cara  kerja  dari  sistem  ini  memanfaatkan  prinsip  kerja siklus  pendingin  kompresi  uap.  Dimana  air  didinginkan oleh  refrijeran  R32  yang  bersirkulasi  dalam  pipa evaporator  pada  tangki  air.  Proses  pendinginan  ini digerakan oleh kompresor dan dilengkapi komponen dasar lain seperti katup ekspansi dan kondensor. Air yang dingin dialirkan  dengan  bantuan  pompa  sentrifugal  ke  sistem instalasi  perpipaan  dengan  variasi  pengujian  susunan pompa  seri  dan  paralel.  Dari  proses  distribusi diperhitungkan  efisiensi  kinerja  pompa,  rugi-rugi  energi dan kapasitas pendinginannya.
Gambar 2.3 Skema Siklus Pendingin Kompresi Uap (sumber : http://www.chiller.co.id/sistim-refrigerasi- kompresi-uap/ )

## Proses Pengambilan data
Sebelum data  pengukuran  diambil  terlebih  dahulu dilakukan  pengecekan  alat  ukur  apakah  dalam  keadaan baik atau tidak. Beberapa alat ukur yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Pressure gauge, untuk  mengukur tekanan suction dan discharge
2. Flowmeter, untuk mengukur debit aliran air
3. Termometer,  untuk  mengukur  temperatur  air  dingin masuk dan keluar pipa
4. Stopwatch, untuk mengukur waktu
Pada pengambilan data dilakukan dengan cara mengukur tekanan pada suction dan discharge pada setiap pompa dan juga  dengan  mengukur  debit  air  yang  dialirkan.  Setiap  5 menit  sekali  selama  120  menit.  Begitu  juga  untuk perhitungan kapasitas pendinginan yang dipengaruhi oleh temperature, dilakukan pengukuran temperature masukan dalam  pipa  dan  keluaran  pipa  yang  didinginkan  oleh evaporator.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Setelah dilakukan pengambilan data, maka data yang telah didapatkan  tersebut  diolah  untuk  dilakukan  perhitungan. Perhitungan-perhitungan  yang  akan  dibahas  ini  terkait dengan perhitungan karakteristik dan efisiensi dari pompa sentrifugal  dengan  rangkaian  seri  dan  paralel,  rugi-rugi energi dalam pipa, dan kapasitas pendinginan dari sistem pendingin  hidronik.  Perhitungan-perhitungan  tersebut adalah sebagai berikut :

## Head
Menghitung head berdasarkan  data  yang  didapat  dari pengujian menggunakan (persamaan 2-4) untuk rangkaian seri dan paralel maka diperoleh:
 head Pompa Susunan seri  Menit 5
𝐻 𝑑1 = 6894,8 𝑥 𝑃 𝑑1 𝛾 = 10,2𝑚
𝐻 𝑑2 = 6894,8 𝑥 𝑃 𝑑2 𝛾 = 23,4𝑚 𝐻 𝑠1 = 6894,8 𝑥 𝑃 𝑠1 𝛾 = 6,1𝑚 𝐻 𝑠2 = 6894,8 𝑥 𝑃 𝑠2 𝛾 = 7,1𝑚
 Kerja Pompa Susunan Seri 
Menit 5 𝐻 = (𝐻 𝑑1 − 𝐻 𝑠1 ) + (𝐻 𝑑2 − 𝐻 𝑠2 ) = (10,2 − 6,1) + (23,4 − 7,1) = 20,4𝑚
 head Pompa Susunan Paralel
 Menit 5
𝐻 𝑑1 = 6894,8 𝑥 𝑃 𝑑1 𝛾 = 10,2𝑚
𝐻 𝑑2 = 6894,8 𝑥 𝑃 𝑑1 𝛾 = 10,2𝑚
𝐻 𝑠1 = 6894,8 𝑥 𝑃 𝑠1 𝛾 = 6,1𝑚 𝐻 𝑠2 = 6894,8 𝑥 𝑃 𝑠2 𝛾 = 7,1𝑚
 Kerja Pompa Susunan Paralel
 Menit 5
𝐻 = (𝐻 𝑑1 − 𝐻 𝑠1 ) + (𝐻 𝑑2 − 𝐻 𝑠2 )
2 = (10,2 − 6,1) + (10,2 − 7,1) 2 = 3,6𝑚
Untuk selanjutnya dilakukan perhitungan pada interval 5 menit hingga pada menit 120.

## Tipe Aliran Fluida
Untuk  menentukan  tipe  aliran  fluida  digunakan  variabel perhitungan didalamnya seperti :
 Debit (Q) Pada  tabel  data  yang  tertera  pada  lampiran  A diperoleh :
Debit  air  pada  susunan  seri  adalah  0,0002  m³/s atau  0,0114  m³/min.  Dan  debit  pada  susunan paralel adalah 0,0003 m³/s atau 0,0228 m³/min.
 Diameter Dalam Pipa (D) Diameter dalam pipa ukuran 3/8 tertera didalam tabel ukuran pipa pada lampiran B senilai. Dpipa = 0,493 in = 0,0125 m
 Luas Pipa (A)
A = 𝜋𝑟 2
= 3,14 (0,0062 m)² = 0,00012 m²
 Kecepatan Fluida ( v ) Q = A. v v = Q / Apipa Kecepatan fluida pada susunan seri v = 0,0002 / 0,00012 = 1,6 m/s Kecepatan fluida pada susunan paralel v = 0,0003 / 0,00012 = 2,5 m/s Untuk mencari tipe aliran fluida diperoleh :
 Tipe aliran fluida susunan seri Re = 1,6 𝑥 0,0125 0,001 1000 = 20.000  Tipe aliran fluida susunan paralel Re = 2,5 𝑥 0,0125 0,001 1000 = 31.000
Nilai Re pada rangkaian seri  dan paralel lebih besar dari 4000  yaitu  20.000  dan  31.000  artinya  tipe  aliran  yang terjadi adalah tipe aliran turbulen.
Kerugian Energi ( Headloss ) a. Kerugian Mayor (Mayor losses) Nilai kerugian mayor didapat setelah melakukan plotting pada diagram moody yang tertera pada lampiran C. Hasil yang didapat dari diagram  moody berupa nilai f (friction factor) setelah menentukan titik Re dan kekerasan relatif pipa (relative  pipe  roughnes) dengan  membagi  nilai 𝜀 (kekerasan  absolut  material)  dengan  nilai  diameter  pipa. Untuk  kekerasan  absolut  material  pipa iron  galvanized
adalah  0,15  /  diameter  0,0125  maka  diperoleh  nilai kekerasan relatif pipa 0,012.
Setelah  melakukan plotting pada  diagram  moody, diperoleh  nilai f sebesar  0,04  dan  panjang  pipa  susunan seri adalah 10,13 m dan susunan paralel adalah 11,09 m. Maka nilai untuk kerugian mayor dihitung menggunakan (persamaan 9).
 ℎ𝑟 𝑠𝑒𝑟𝑖 = 0,04
10,13 𝑥 1,62 0,0125 𝑚 𝑥 2 (9,8) = 4,23 𝑚 , Dan  ℎ𝑟 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙 = 0,04 11,09 𝑥 2,52 0,0125 𝑚 𝑥 2 (9,8) = 11,31 𝑚

## b. Kerugian Minor (Minor Losses)
Kerugian minor dapat dihitung menggunakan (persamaan 12) :

Elbow Elbow yang digunakan adalah elbow 90° berulir berjumlah 24  buah  pada  susunan  seri  dan  28  buah  pada  susunan paralel. maka nilai K terdapat pada tabel konstanta K pada lampiran B.
∆ℎ 𝑠𝑒𝑟𝑖 = 1,5  ( 1,62 2 (9,8) ) = 0,195 𝑚 𝑥 24 𝑏𝑢𝑎ℎ = 4,68 𝑚
∆ℎ 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙 = 1,5  ( 2,52 2 (9,8) ) = 0,465 𝑚 𝑥 28 𝑏𝑢𝑎ℎ = 13,02 𝑚
 Valve Valve yang  digunakan  adalah valve globe  terbuka sepenuhnya  sesuai  susunan  seri  atau  paralel. Valve berjumlah  1  buah  pada  susunan  seri  dan  1  buah  pada susunan  paralel.  maka  nilai  K  terdapat  pada  tabel konstanta K pada lampiran B.
∆ℎ 𝑠𝑒𝑟𝑖 = 10  ( 1,62 2 (9,8) ) = 1,3 𝑚 𝑥 1 𝑏𝑢𝑎ℎ = 1,3 𝑚
∆ℎ 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙 = 10  ( 2,52 2 (9,8) ) = 3,1 𝑚 𝑥 1 𝑏𝑢𝑎ℎ = 3,1 𝑚

Tee Tee yang digunakan adalah Tee bercabang dan berulir. Tee berjumlah  3  buah  pada  susunan  seri  dan  2  buah  pada susunan  paralel.  maka  nilai  K  terdapat  pada  tabel konstanta K pada lampiran B.
∆ℎ 𝑠𝑒𝑟𝑖 = 2,0  ( 1,62 2 (9,8) ) = 0,26 𝑚 𝑥 3 𝑏𝑢𝑎ℎ = 0,78 𝑚
∆ℎ 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙 = 2,0  ( 2,52 2 (9,8) ) = 0,62 𝑚 𝑥 2 𝑏𝑢𝑎ℎ =
1,24 𝑚
 Kerugian Minor Total ∆ℎ𝑡 𝑠𝑒𝑟𝑖 = 4,68  + 1,3  + 0,78 = 6,76 𝑚 ∆ℎ 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙 = 13,02 + 3,1  +  1,24 = 17,36 𝑚
Kerugian Total ℎ𝑟 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = ℎ𝑟 𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟 + ℎ𝑟 𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟
 Susunan Seri = 4,23 + 6,76 = 10,99 𝑚

Susunan Paralel
= 11,31 + 17,36 = 28,67 𝑚
Head Total Head total  adalah  nilai  kinerja  pompa  total  penjumlahan antara head tekanan  dan  head  kerugian  sehingga  dapat dihitung menggunakan rumus :
𝐻 = 𝐻 𝑝𝑜𝑚𝑝𝑎 +   𝐻 𝑙𝑜𝑠𝑠𝑒𝑠
 Head total susunan seri

Menit 5 𝐻 = 𝐻 𝑠𝑒𝑟𝑖 + 𝐻 𝑙𝑜𝑠𝑠𝑒𝑠 𝑠𝑒𝑟𝑖 = 20,4 + 10,99 = 31,39𝑚

## Daya
 Daya Hidrolik (NP) Daya hidrolik dapat dihitung dengan (persamaan 5) :
𝑁𝑃 𝑝𝑜𝑚𝑝𝑎 𝑠𝑒𝑟𝑖 = 1000 𝑥 9,8 𝑥 0,0114 60 𝑥 34,39 𝑚
= 64,03 𝑤𝑎𝑡𝑡 𝑁𝑃 𝑝𝑜𝑚𝑝𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙 = 1000 𝑥 9,8 𝑥 0,0228 60 𝑥 34,27 𝑚 = 127,62 𝑤𝑎𝑡𝑡

Daya Listrik
Daya listrik dapat dihitung menggunakan (persamaan 6):
𝑁𝑝 𝑠𝑒𝑟𝑖 = 220 𝑥 1,1 𝑥 0,85 = 205,7𝑤𝑎𝑡𝑡 𝑁𝑝 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙 = 220 𝑥 2,2 𝑥 0,85 = 411,4 𝑤𝑎𝑡𝑡

## Perhitungan Efisiensi
Efisiensi pompa dihitung dengan (persamaan 7) : Efisiensi Susunan Seri :

η seri = 64,03 205,7 100% = 31,1%
artinya,  31,1%  dikatakan  kurang  efisien  karena  kurang dari  50%  efisiensi  susunan  seri  total  sebesar  80%  yang didapat dari data spesifikasi pompa seri.
Efisiensi Susunan Paralel  η paralel = 127,62 411,4 𝑥100% = 31%
Artinya,  31%  dikatakan  efisien  karena  lebih  dari  50% efisiensi  susunan  paralel  total  sebesar  40%  yang  didapat dari data spesifikasi pompa paralel.

## Data Efisiensi Pompa
Didapat dari spesifikasi pompa yang tertera pada nameplate adalah sebagai berikut :
- Kapasitas Air min. : 18 l/min - Tinggi aliran min. : 27 m - Daya hisap : 9 m - pipa hisap : 1 in - pipa dorong : 1 in
Ada  2  pompa  masing-masing  memiliki  daya  hisap  (Hs) sebesar  9m  dan Head total  27m.  Serta  kapasitas  (Q) sebesar 18 liter/min atau 0,018 m³/min. Maka :
𝐻 = 𝐻 𝑑 − 𝐻 𝑠
Dimana 𝐻 𝑑1 = 𝐻 𝑑2 𝐷𝑎𝑛 𝐻 𝑠1 = 𝐻 𝑠2
27 = 𝐻 𝑑 − 9 27 + 9 = 𝐻 𝑑 36 = 𝐻 𝑑  Head pompa susunaan seri 𝐻 = (𝐻 𝑑1 − 𝐻 𝑠1 ) + (𝐻 𝑑2 − 𝐻 𝑠2 ) 𝐻 = (37 − 9) + (37 − 9) = 56𝑚
 Head pompa susunaan seri
𝐻 = (𝐻 𝑑1 − 𝐻 𝑠1 ) + (𝐻 𝑑2 − 𝐻 𝑠2 ) 2

## = 28𝑚
Perbedaan yang dihasilkan dari susunan seri dan paralel adalah dimana head yang dihasilkaan oleh susunan seri  2  kali  lipat  susunan  paralel  sedangkan  kapasitas paralel 2 kali kapasitas susunan seri.maka :
 Daya Hidrolik seri
𝑁ℎ 𝑠𝑒𝑟𝑖 = 𝜌𝑥𝑔𝑥𝑄𝑥𝐻 = 164,6 𝑤𝑎𝑡𝑡 
Daya Hidrolik paralel
𝑁ℎ 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙 = 𝜌𝑥𝑔𝑥𝑄𝑥𝐻 = 164,6 𝑤𝑎𝑡𝑡
 Daya Listrik (Np)
Arus  yang  dibutuhkan  masing-masing  pompa adalah 1,1 A untuk susunan seri dan arus pompa susunan paralel yang dibutuhkan adalah 2,2 A. 𝑁𝑝 = 𝑉 𝑥 𝑖 𝑥 𝑐𝑜𝑠∅ 𝑁𝑝 𝑠𝑒𝑟𝑖 = 220 𝑥 1,1 𝑥 0,85 = 205,7 𝑤𝑎𝑡𝑡 𝑁𝑝 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙 = 220 𝑥 2,2 𝑥 0,85 = 411,4 𝑤𝑎𝑡𝑡  Effisiensi
𝜂 = 𝑑𝑎𝑦𝑎 ℎ𝑖𝑑𝑟𝑜𝑙𝑖𝑘
𝑑𝑎𝑦𝑎 𝑙𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑘 𝑥100%
 Efisiensi susunan seri
𝜂 = 164,6 205,7 𝑥100% = 80%  Efisiensi susunan paralel 𝜂 = 164,6
411,4 𝑥100% = 40%

## Kapasitas Pendinginan
Dalam perhitungan kapasitas pendinginan ini  melibatkan temperature  air  dan  laju  aliran  massa,  sehingga persamaannya adalah sebagai berikut :
Q = m x c x TC  ............................(13) Dimana : Q  = kapasitas pendinginan system (Joule/detik) m  = laju aliran massa air (kg/detik) TC= perubahan temperature air ( o C) c      =  kalor  jenis  air  (Joule/kg. o C)  untuk  air  c  =  4.200 J/kg. o C
Untuk  Kapasitas  Pendinginan  susunan  pompa  paralel adalah :
Q = m x c x TC
r= massa jenis air = 1000 kg/m 3 V = laju aliran volume = 0,011558 m3/min = 0,000192 m 3 /detik m = laju aliran massa = r. V = 1000 kg/m 3 x 0,000192 kg/detik = 0,192 kg/dtk T in = rata-rata temperatur air dingin masuk dalam pipa = 8,71 o C T out = rata-rata temperatur air dingin keluar dalam pipa = 13,17 o C TC = Tout – Tin = 4,5 o C C = kalor jenis air = 4200 J/kg. o C
Sehingga : Q = m x c x TC = 0,192 kg/dtk x 4200 J/kg. o C x 4,5 o C = 3607,16 J/detik
Sedangkan untuk Kapasitas Pendinginan susunan pompa seri adalah :
Q = m x c x TC
r= massa jenis air = 1000 kg/m 3
V = laju aliran volume = 0,0057833 m3/min = 9.63889E- 05 m 3 /detik m = laju aliran massa = r. V = 1000 kg/m 3 x 9.63889E-05 kg/detik = 0.096389 kg/dtk T in = rata-rata temperatur air dingin masuk dalam pipa = 7,29 o C T out = rata-rata temperatur air dingin keluar dalam pipa = 10,50 o C TC = Tout – Tin = 3,2 o C C = kalor jenis air = 4200 J/kg. o C Sehingga : Q = m x c x TC = 0.096389 kg/dtk x 4200 J/kg. o C x 4,5 o C = 1298,84 J/detik

## Analisa Grafik
Data-data  pengujian  yang  didapat  akan  dianalisa karakteristik  dalam  bentuk  kurva  untuk  mendapatkan kesimpulan yang terbaik .
Gambar 2.5 Grafik Hubungan H dan Q Susunan Seri dan Paralel
Gambar 2.6 Grafik Hubungan Q dan waktu Susunan Seri dan Paralel
Kerja pompa susunan seri menghasilkan head yang lebih besar dibanding kerja pompa susunan paralel. Sedangkan kapasitas total pompa susunan seri sebesar 0,0114 m³/min lebih  kecil  dari  kapasitas  total  susunan  paralel  sebesar 0,0228 m³/min
Gambar 2.7 Grafik Hubungan Efisiensi dan Kapasitas (Q) Susunan Seri
Gambar 2.8 Grafik Hubungan Efisiensi dan Kapasitas (Q) Susunan Paralel
Pada  grafik  ini  menunjukan  efisiensi  seri  sebesar  25% sampai  dengan  35%.  Pada  data  rancangan  spesifikasi pompa  seri  didapat  nilai  efisiensi  sebesar  80%  yang artinya  efisiensi  pompa  kurang  dari  50%  dari  data rancangan.  Sedangkan  pada  susunan  paralel  diperoleh efisiensi  sebesar  30%  sampai  dengan  35%.  Pada  data rancangan spesifikasi pompa paralel didapat nilai efisiensi sebesar  40%  yang  artinya  efisiensi  pompa  hampir  75% dari  data  rancangan  yang  artinya  susunan  pompa  paralel lebih efisien dibandingkan susunan pompa seri.

## IV. PENUTUP

## Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  pengujian  dan  analisa  pembahasan, dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Head yang dihasilkan oleh susunan seri sebesar 23,4m sedangkan  pada  susunan  paralel  hanya  5,6.  Untuk kapasitas  didapat  0,0114  m³/min  untuk  susunan  seri dan 0,0228m³/min untuk susunan paralel.
2.  Efisiensi pompa susunan seri 31% dari data rancangan pompa seri sebesar 80%.
3.  Efisiensi  pompa  susunan  paralel  31,1%  dari  data rancangan paralel sebesar 40%.
4.  Kerugian  Mayor  yang  terjadi  sebesar  4,23  m  untuk susunan seri, sedangkan untuk susunan paralel sebesar 11,3 m. Dan untuk kerugian Minor untuk susunan seri sebesar 6,76 m dan 17,36 m untuk paralel.
5.  Kapasitas pendinginan pada pada penggunaan AC split yang dihasilkan untuk susunan pompa paralel nilainya lebih besar dibandingkan susunan pompa seri.

## Saran
1. Lebih  ditekankan  pemahaman  terhadap  penerapan system hidronik baik pendinginan dan pemanasan
2. Pemilihan bahan yang tepat akan memudahkan dalam pengujian dan pengambilan data

## Ucapan Terima Kasih
Penulisan  jurnal  ilmiah  ini  akhirnya  dapat  diselesaikan berkat adanya bantuan dan dorongan dari berbagai pihak, baik  dalam  bentuk  sumbangan  pikiran,  materi,  motivasi, dan lain-lain. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada :
1.  Ir.  Casiman  Sukardi,  MT.,  selaku  Direktur  Politeknik Negeri Indramayu;
2.  Wardika,  MEng.  selaku  Ka.  P3M  Politeknik  Negeri Indramayu;
4.  Kusnandar, MT., selaku anggota peneliti
5. Tim  reviewer Jurnal Teknologi Terapan Polindra  yang telah  bersedia  memberikan  bimbingan  dan  masukan terhadap penulisan jurnal ini;
6. Semua pihak yang telah membantu penulisan jurnal ini.

## V. DAFTAR PUSTAKA
[1] Nasirwan , 2008, “ Optimasi Pengujian Pompa Seri dan
Paralel ”, Jurnal Teknik Mesin Vol. 5. No. 1.
Hal. 15
[2]  Menteri  Perdagangan  RI.  2015,  “ Peraturan  Menteri Perdagangan  Republik  Indonesia  tentang Ketentuan Impor Barang Berbasis Pendingin ”
[3]  Senen , 2004, “ System Connecting Series and Parallel Pump ”,  Jurnal  Unimus  Traksi  vol.  2.  No.  1
Hal.19
[4] Sularso, Haruo Tahara, 1984, “ Pompa dan Kompresor: Pemilihan,  Pemakaian,  dan  Pemeliharaan ”, Cetakan ke-1 PT. Pradnya Paramitha, Jakarta [5]  Pita,  Edward  G., “Air  Conditioning  Principles  and Systems -4 th ed”, Prentice Hall, USA.