BAB V HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

5.8 Pembahasan

Dari hasil penelitian pada Gambar 5.1 – Gambar 5.3 hubungan suhu air keluar dengan debit air dapat diketahui bahwa apabila debit semakin kecil maka suhu keluar akan semakin besar, hal itu dapat dinyatakan dengan persamaan,

1. Untuk kondisi penutup tertutup penuh

Tout = 112,8(Q)-0,4

R² = 0,984 (5.2) 2. Untuk kondisi penutup terbuka 10 putaran

Tout = 99,26(Q)-0,34

R² = 0,945 (5.3) 3. Untuk kondisi penutup terbuka 20 putaran

Tout = 103,5(Q)-0,36

R² = 0,933 (5.4) Persamaan 5.2, berlaku untuk 1,5 liter/menit < Debit air < 42 liter/menit pada tekanan udara sekitar berkisar 1 atmosfer pada suhu air masuk 25,9°C, pada kondisi penutup tertutup penuh.

Efisiensi = -0,005(Q)2 + 0,295(Q) + 26,31 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 0 10 20 30 40 E fisi en si , %

47

Persamaan 5.3, berlaku untuk 1,44 liter/menit < Debit air < 48,4 liter/menit pada tekanan udara sekitar berkisar 1 atmosfer pada suhu air masuk 25,9°C, pada kondisi penutup terbuka 10 putaran.

Persamaan 5.4, berlaku untuk 2,1 liter/menit < Debit air < 40 liter/menit pada tekanan udara sekitar berkisar 1 atmosfer pada suhu air masuk 25,9°C, pada kondisi penutup terbuka 20 putaran.

Hasil penelitian terhadap water heater dengan panjang pipa 14 meter, diameter 0,5 inchi dan bersirip dapat dinyatakan dapat bersaing di pasaran dan dapat digunakan secara efektif dan efisien dibanding dengan menggunakan cara konvensional. Pada variasi penelitian terhadap penutup water heater, variasi yang menghasilkan debit dan suhu air yang baik adalah pada kondisi penutup tertutup penuh. Dipasaran water heater dengan debit 6 liter/menit, suhu air keluar dari

water heater hanya berkisar antara 40°C sedangkan pada water heater dengan panjang pipa 14 meter, diameter 0,5 inchi dan bersirip pada kondisi penutup tertutup penuh water heater dapat menghasilkan debit air 8,4 liter/menit dengan suhu air keluar 42,3ºC, namun penggunaan konsumsi gas untuk water heater ini hampir tiga kali lipat dari konsumsi gas yang dibutuhkan oleh water heater yang ada dipasaran yaitu sebesar 2,64 kg/h.

Dari Gambar 5.4 laju aliran kalor yang diterima air bergantung pada debit air yang mengalir. Semakin besar debit air yang mengalir, semakin sedikit laju aliran kalor yang diterima air, tetapi setelah debit > 15 liter/menit, semakin besar debit air yang mengalir laju aliran kalor yang diterima semakin rendah.

Pada Gambar 5.5 - Gambar 5.6 laju aliran kalor yang diterima semakin meningkat terhadap debit yang semakin meningkat, namun pada debit < 10 liter/ menit, semakin sedikit debit air yang mengalir, laju aliran kalor yang diterima semakin rendah namun beberapa bersifat fluktuaktif. Hubungan antara laju aliran kalor q (dalam kJ) dengan debit air (dalam liter/menit), dapat dinyatakan dengan persamaan :

1. Kondisi penutup tertutup penuh

qair = -0,010(Q)2 +0,306(Q) + 8,927 (5.5) 2. Kondisi penutup terbuka 10 putaran

qair= 0,001(Q)2 + 0,026(Q) + 9,216 (5.6) 3. Kondisi penutup terbuka 20 putaran

qair = -0,002(Q)2 .+ 0,108(Q) + 9,613 (5.7)

Persamaan 5.5, berlaku untuk 1,5 liter/menit < Debit air < 42 liter/menit pada tekanan udara sekitar berkisar 1 atmosfer pada suhu air masuk 25,9°C. Nilai qair tertinggi terletak pada debit 9,96 liter/menit.

Persamaan 5.6, berlaku untuk 1,44 liter/menit < Debit air < 48,4 liter/menit pada tekanan udara sekitar berkisar 1 atmosfer pada suhu air masuk 25,9°C. Nilai

qair tertinggi terletak pada debit 48,4 liter/menit.

Persamaan 5.7, berlaku untuk 2,1 liter/menit < Debit air < 40 liter/menit pada tekanan udara sekitar berkisar 1 atmosfer dan pada suhu air masuk 25,9°C. Nilai

qair tertinggi terletak pada debit 13,4 liter/menit.

Pada hasil laju aliran kalor yang diterima air terhadap debit pada variasi penutup tertutup penuh adalah hasil yang baik, hal itu didasari karena qair yang dapat diterima pada tiap debit rata-rata pada kondisi penutup tertutup penuh memiliki rata-rata qair yang konstan.

49

Pada Gambar 5.7 - Gambar 5.9 nampak bahwa besarnya efisiensi water heater

bergantung pada debit air yang mengalir. Hubungan antara efisiensi water heater

dengan debit air dapat dinyatakan dengan persamaan : 1. Untuk kondisi penutup tertutup penuh

Efisiensi = -0,028(Q)2 + 0,838(Q) + 24,43 (5.8) 2. Untuk kondisi terbuka 10 putaran

Efisiensi = 0,001(Q)2 +0,073(Q) + 25,22 (5.9) 3. Untuk kondisi terbuka 20 putaran

Efisiensi = -0,005(Q)2 + 0,295(Q) + 26,31 (5.10)

Persamaan 5.8, berlaku untuk 1,5 liter/menit < Debit air < 42 liter/menit pada tekanan udara 1 atmosfer dan pada suhu air masuk 25,9°C. Nilai efisiensi berkisar 20,62% - 34,37%.

Persamaan 5.9, berlaku untuk 1,44 liter/menit < Debit air < 48,4 liter/menit pada tekanan udara 1 atmosfer dan pada suhu air masuk 25,9°C. Nilai efisiensi berkisar 19,88% - 32,39%

Persamaan 5.10, berlaku untuk 2,1 liter/menit < Debit air < 40 liter/menit pada tekanan udara 1 atmosfer dan pada suhu air masuk 25,9°C. Nilai efisiensi berkisar 24,74% - 30,14%.

Nilai efisiensi terbesar sebesar 34,37% terdapat pada kondisi water heater

dalam kondisi tertutup penutup secara penuh. Nilai efisiensi water heater tidak dapat 100% karena panas yang dihasilkan dari pembakar terbuang ke udara luar melalui celah pada bagian penutup water heater dan sebagian diserap oleh tabung

water heater.

Gambar 5. 10 Perbandingan debit air dengan suhu air keluar dengan 3 variasi percobaan

Pada Gambar 5. 10 tampak perbandingan suhu air keluar dengan debit water heater memiliki beberapa perbedaan yang tidak cukup signifikan. Untuk penggunaan produktifitas dengan debit air yang tinggi dengan suhu air yang cukup baik dalam rata-rata penggunaan, maka penggunaan dengan variasi penutup tertutup penuh adalah variasi yang terbaik dengan mengambil rata-rata data dengan nilai R² mencapai nilai 0,993. Pada kondisi penutup terbuka 10 putaran R² = 0,945 dan 20 putaran R² = 0,933 masih dibawah regresi berganda dari water heater dengan kondisi tertutup penuh, maka hasil dari hubungan dua variabel antara debit air dan suhu keluar pada pembukaan tutup sebesar 10 putaran dan 20 putaran tidak sebaik dengan kondisi water heater tertutup penuh, hal ini diakibatkan adanya perubahan suhu udara luar/ suhu alam pada saat pengambilan data maka data pengambilan data tidak sebaik dengan hasil regresi berganda dari

water heater dengan kondisi tertutup penuh. Hal itu menyebabkan dalam persamaan yang telah dibuat guna pemasukan data untuk mencari suhu keluar

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 10 20 30 40 50 S uhu a ir ke luar ( Tou t ), o C

Debit air (Q), liter/menit

Penutup tertutup penuh Penutup terbuka 10 putaran

Penutup terbuka 20 putaran

51

pada kondisi penutup terbuka 10 putaran memiliki 5,5 % kesalahan yang dapat dijelaskan oleh faktor lain diluar dari pengambilan data dan memiliki keakuratan sebesar 94,5%, selain itu kondisi water heater pada saat penutup terbuka 20 putaran memiliki 6,7% kesalahan dan memiliki keakuratan sebesar 93,3%. Untuk penggunaan water heater heater dengan debit rendah sampai dengan menengah ( 0 liter/ menit – 14 liter/ menit) maka variasi yang tepat adalah menggunakan variasi penutup terbuka 10 putaran dengan mengabaikan nilai R2 pada regresi, penggunaan (> 14 liter/ menit – 50 liter/ menit) maka variasi yang tepat menggunakan variasi penutup tertutup penuh dengan mengabaikan nilai R2 pada regresi.

Gambar 5. 11 Perbandingan debit air dengan qair dengan 3 variasi percobaan.

Pada Gambar 5. 11 tampak perbandingan debit air dengan qair memiliki beberapa perbedaan yang sangat signifikan. Untuk penggunaan produktifitas dengan debit air yang tinggi dengan qair yang cukup baik dalam rata-rata penggunaan maka penggunaan dengan variasi penutup tertutup 20 putaran yang

0 2 4 6 8 10 12 14 0 10 20 30 40 50 60 qai r, kJ

Debit air (Q), liter/menit

Penutup tertutup penuh Penutup terbuka 10 putaran Penutup terbuka 20 putaran

terbaik, dari hubungan dua variabel antara debit air dan qair pada pembukaan tutup sebesar 10 putaran dan kondisi tertutup penuh tidak sebaik dengan kondisi water heater terbuka 20 putaran, hal ini diakibatkan adanya laju aliran kalor yang tidak stabil dan tidak dapat diserap air serta panas yang ditransfer dari pembakar hilang akibat adanya hembusan angin disekitar, suhu lingkungan yang rendah disekitar

water heater, panas yang harusnya diterima air melalui pipa tembaga mengalir ke udara luar, serta kondisi penutup terbuka menyebabkan panas dari pembakar dengan mudah keluar melalui celah penutup water heater yang terbuka, maka data pengambilan data tidak sebaik dengan hasil dibanding dengan kondisi terbuka 20 putaran.

Keterangan : Simbol berwarna biru adalah dalam kondisi tertutup penuh. Simbol berwarna merah adalah dalam kondisi terbuka 10 putaran. Simbol berwarna hijau adalah dalam kondisi terbuka 20 putaran. Gambar 5. 12 Perbandingan debit air dengan efisiensi dengan 3 variasi percobaan

0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 10 20 30 40 50 E fisi en si Debit air

53

Pada Gambar 5. 12 tampak perbandingan debit air dengan efisiensi memiliki beberapa perbedaan yang sangat signifikan terutama pada variasi kondisi penutup tertutup penuh dengan kondisi penutup terbuka 10 putaran. Untuk penggunaan produktifitas dengan debit air yang tinggi dengan efisiensiyang cukup baik dalam rata-rata penggunaan maka penggunaan dengan variasi penutup terbuka 10 putaran yang terbaik, hasil dari hubungan dua variabel antara debit air dan efisiensi pada pembukaan tutup sebesar 20 putaran dan kondisi tertutup penuh tidak sebaik dengan kondisi water heater terbuka 10 putaran, hal ini diakibatkan adanya laju aliran kalor yang tidak stabil dan tidak dapat diserap air, panas yang ditransfer dari pembakar hilang akibat adanya hembusan angin disekitar, suhu lingkungan yang rendah disekitar water heater, panas yang harusnya diterima air melalui pipa tembaga mengalir ke udara luar serta kondisi penutup terbuka menyebabkan panas dari pembakar dengan mudah keluar melalui celah penutup

water heater yang terbuka, maka dari nilai laju aliran kalor yang diserap air hanya sedikit jika di bandingkan dengan laju aliran kalor yang ditransfer oleh gas/ pembakar yang menghasilkan nilai efisiensi pada water heater rendah. Untuk penggunaan water heater dengan debit rendah, variasi penutup tertutup penuh memiliki kondisi yang lebih baik dibanding dengan 2 variasi lainnya.

54

Dalam dokumen Karakteristik water heater dengan panjang pipa 14 meter, diameter pipa 0,5 inchi dan bersirip. (Halaman 63-71)