KARAKTERISTIK STRATIFIKASI TERMAL PADA TANGKI PEMANAS AIR TENAGA SURYA TIPE AKTIF BERISI PARAFFIN WAX DENGAN VARIASI DEBIT ALIRAN

Pemanas air tenaga surya (PATS) adalah alat yang digunakan untuk memanaskan air memakai energi matahari sebagai sumber kalor. Air merupakan media penyimpanan kalor pada PATS konvensional. Phase change material (PCM) dapat diintegrasikan bersama air menjadi material penyimpanan energi termal pada PATS. Stratifikasi termal merupakan lapisan-lapisan air yang memiliki perbedaan temperatur yang dapat terjadi pada tangki PATS. Penelitian PATS-PCM sistem aktif memakai tangki horisontal dengan susunan kapsul tipe tumbuk dan memakai PCM RT55 belum pernah dilakukan dalam hal pengaruh debit aliran terhadap stratifikasi termal heat transfer fluid (HTF) di dalam tangki. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan karakteristik distribusi temperatur HTF dan PCM di dalam tangki secara visual dan menganalisis stratifikasi termal memakai bilangan Richardson dengan variasi debit aliran. Eksperimen PATS-PCM yang dilakukan menggunakan metode indoor. Sistem PATS-PCM dilengkapi rotameter sebagai pengatur debit HTF dan solar simulator yang berfungsi sebagai pemasok heat flux. Rotameter diatur untuk menghasilkan debit HTF dengan variasi 1, 2 dan 3 LPM. Heat flux yang digunakan adalah 1000 W/m?2; dan menggunakan 21 buah kapsul. Paraffin wax digunakan sebagai material pada PCM. Termokopel yang digunakan pada penelitian ini sebanyak 24 buah, pada HTF dipasang 12 termokopel dan PCM dipasang 10 termokopel. Data temperatur HTF dan PCM di dalam tangki penyimpanan direkam. Pengujian dilakukan dengan mengubah variasi debit HTF dan dianalisis untuk mengetahui stratifikasi termal yang terjadi di dalam tangki PATS-PCM. Hasil penelitian ini yaitu debit aliran HTF mempengaruhi evolusi temperatur HTF dan PCM, yaitu semakin besar debit aliran maka perolehan temperatur HTF dan PCM di tangki PATS semakin tinggi. Temperatur akhir HTF dan PCM yang diperoleh selama proses charging 160 menit pada debit aliran 1, 2 dan 3 LPM masing-masing adalah 64,37°C, 65,19°C dan 66,24°C serta 65,42°C, 66,32°C dan 68,17°C. Setiap debit aliran HTF jelas terlihat fenomena stratifikasi termal di tangki. Semua debit aliran dalam penelitian ini menunjukkan terjadinya stratifikasi termal di tangki PATS karena nilai bilangan Richardson lebih besar dari 0,615. Stratifikasi termal terbesar terjadi pada debit aliran 1 LPM, disusul debit alir 2 LPM dan 3 LPM. Semakin rendah debit alir HTF maka tingkat stratifikasi termalnya lebih tinggi.