DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1 DASAR TEORI .1 Perpindahan kalor
2.1.5 Saluran Udara Masuk
Kayu bakar 4000 15 Arang 8000 15 Minyak tanah 11000 40 Gas kota 4500 55 Listrik 860 kkal/kWh 60 LPG 11900 60
2.1.5 Saluran Udara Masuk
Untuk memenuhi persyaratan agar proses pembakaran terjadi, api membutuhkan oksigen yang terkandung di udara agar panas yang dihasilkan dapat maksimal. Saluran udara yang terdapat di water heaterterdapat pada bagian permukaan water heater dengan lubang-lubang.Hal ini dimaksudkan agar udara dapat masuk kedalam ruang water heater disekitar tempat pembakaran berlangsung.Apabila water heater kekurangan udara dalam proses pembakarannya maka hasil pembakaran tidak dapat maksimal. Karena sifat api yang membutuhkan oksigen untuk proses pembakarannya api akan cenderung mengarah keluar dari water heaterjika pasokan udara tidak ada didalam water
heater. Didalam keadaan normal komposisi oksigen di dalam udara berkisar 20,
18 2.1.6 Kebutuhan Udara
Didalam proses pembakaran memerlukan oksigen. Pada proses pembakaran bahan bakar untuk pemanas air dapat mempergunakan oksigen yang dapat diambil dari lingkungan (udara bebas). Aliran udara yang diperlukan harus disesuaikan dengan ukuran tabung pemanas air dan pipa yang digunakan dengan kata lain aliran udara yang diperlukan harus dikondisikan sedemikian rupa agar api yang diperlukan dalam proses pembakaran mendapatkan kebutuhan udara yang cukup. Kekurangan oksigen dapat mengakibatkan nyala api tidak sesuai dengan apa yang diinginkan. Kekurangan kebutuhan udara dapat menyebabkan kalor yang dipindahkan ke air kurang. Kelebihan oksigen juga mengakibatkan kecilnya panas yang dapat diserap oleh pipa. Bentuk api atau nyala api diusahakan mampu memberikan kalornya secara efisien ke fluida air yang mengalir di dalam saluran pipa. Dengan kata lain, akan didapatkan suhu air keluar dari pemanas air kurang tinggi.
Tabel2.3Komposisi udara dalam keadaan normal
(Sumber : repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/16641/4/Chapter %20I.pdf) Udara Komposisi % Nitrogen 78.1 Oksigen 20.93 Karbon dioksida 0.03 Gas lain 0.94
19 2.1.7 Saluran Gas Buang
Hasil pembakaran bahan bakar akan menghasilkan gas buang. Gas buang yang dihasilkan berupa gas dan uap air yang keluar. Kemudian gas buang atau gas asap harus diberikan jalan untuk keluar dari water heater agar nyala api tidak terganggu. Perancangan gas buang harus mempertimbangkan besar kecilnya debit gas buang yang terjadi. Dalam perancangan saluran gas buang, diusahakan agar gas buang dapat mengalir keluar dengan lancar. Perlu diperhatikan juga, penempatan lubang keluar dari gas buang, harus dipilih sedemikian rupa agar tidak mengganggu pengguna dari water heater. Suhu gas buang akan menguntungkan jika suhu gas buang hampir sama dengan suhu udara atau tidak begitu besar perbedaannya antara suhu gas buang dengan suhu udara. Semakin kecil perbedaan kalor yang diberikan sumber pemanas, maka semakin banyak kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu air. Oleh karena itu, dalam perancangan dan pembuatan saluran gas buang, diusahakan sedemikian rupa sehingga tidak banyak energi yang terbuang secara percuma. Ukuran lubang dan posisi lubang keluaran sangat menentukan besarnya suhu gas asap yang keluar dari water heater.
Perancangan saluran gas buang ternyata juga menentukan nyala api pembakaran yang dihasilkan. Jika saluran gas tidak terancang dengan baik, misalnya gas buang tidak dapat keluar maka tekanan gas buang yang dihasilkan akan dapat menyebabkan api terdorong keluar dari ruang bakar. Api tidak
20 berfungsi dengan baik untuk memanaskan air. Tentunya dalam perancangan ini dibutuhkan nyala api yang mampu memindahkan kalor yang besar ke dalam air. 2.1.8 Media Pembakar
Media pembakar adalah sebuah media yang menghasilkan api atau pun panas, media pembakar memiliki banyak variasi. Media pembakar ada yang menggunakan LPG ataupun minyak tanah sebagai sumber bahan bakar. Media pembakar dengan bahan bakar LPG memiliki keunggulan dibandingkan dengan minyak tanah, listrik dan kayu bakar yaitu pemanasan yang terjadi cepat serta daya pemanasan LPG besar dibanding yang lain. Media pembakar yang banyak beredar dipasaran dan yang digunakan untuk penelitian tentang water heater.
Ada kompor yang mampu memberikan api yang besar tetapi ada pula yang mampu memberikan api yang kecil.Pada kenyataannya setiap kompor menghasilkan bentuk dan besar api yang khas. Semakin banyak api yang mampu dihasilkan kompor dan api yang mampu menyentuh sistem saluran pipa air dengan siripnya, tentu akan semakin besar kalor yang dapt dipindahkan ke dalam air melalui saluran pipa tembaga. Dengan catatan proses pembakaran yang terjadi dalam peralatan water heater berlangsung dengan sempurna. Berikut ini adalah contoh sumber api berbahan bakar gas LPG yang terdapat di pasaran, tersaji pada Gambar 2.4,Gambar 2.5,Gambar 2.6.
21 Gambar 2.4 Media pembakar yang menggunakan bahan bakar LPG
Spesifikasi media pembakar pada Gambar 2.4 sebagai berikut: Dimensi (mm) : 570 x 315 x 168 (PLT)
Daya pemanasan : 21.8 kW/h High Pressure Bahan : Besi tuang
Gambar 2.5 Kompor portable RT
Dimensi (mm) : 3442 x 275 x 85 (PLT) Daya pemanas : 0,15 kg/h
22 Gambar 2.6 Kompor gas 2 tungku
Kompor gas pada Gambar 2.6 memiliki spesifikasi sebagai berikut : Dimensi : 720 x 415 x 201, mm
Daya pemanas : 3,6 - 3,8, kW/h
2.1.9 Isolator
Isolator diperlukan agar kalor hasil pembakaran bahan bakar tidak banyak keluar dari pemanas air. Oleh karena itu tabung dalam, dimana ruangan di dalam tabung digunakan untuk proses pembakaran, maka sebaiknya permukaan sebelah luar dari tabung dalam diberi isolasi agar kalor hasil pembakaran tidak keluar. Ada banyak macam isolasi. Udara adalah salah satu isolator panas yang cukup murah dan mudah didapat. Jika dipergunakan udara sebagai isolator, maka pemasukan udara untuk keperluan pembakaran dapat melalui lubang – lubang yang dibuat di dinding tabung dalam.
Tabel 2.4Konduktifitas termal beberapa media
(Sumber :http://www.scribd.com/doc/61109210/BAB-II-Termal) Media Konduktivitas termal (K) W/ moC
