DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.2 TINJAUAN PUSTAKA
2.2.1 Spesifikasi water heater yang ada dipasaran
η= Efisiensi water heater, %
Qair= Laju aliran kalor yang diterima air, kJ Qgas= Laju airan kalor yang diberikan gas, watt
2.2 TINJAUAN PUSTAKA
Perkembangan water heater untuk memenuhi kebutuhan masyarakat sangat meningkat dengan water heater yang ditawarkan di pasaran berbagai macam water heater dari segi bentuknya, segi modelnya, kapisitas air yang mengalir dan juga sumber bahan bakar yang digunakan berbagai macam bahan bakar. Sumber bahan bakar yang digunakan dalam water heater tersebut sebagai contoh bahan bakar gas LPG, energi listrik, energi matahari dan biogas. Namun
water heater yang dijual di pasaran berkapasitas 5 – 8 liter/menit biasanya
digunakan dalam rumah tangga tetapi kalau yang digunakan di perhotelan, rumah sakit dan di dunia hiburan berbeda, yang di butuhkan atau yang digunakan adalah kapasitas yang besar.
Dalam tinjauan pustaka ini pembandingkan spesifikasi water heater,model
– model water heaterbahan bakar gas LPG yang ada adalah sebagai berikut :
2.2.1 Spesifikasi water heater yang ada dipasaran
Dalam sub ini akan memberikan beberapa tinjauan untuk water heater dapat diketahui dari spesifikasi yang beredar dipasaran. Spesifikasi dari water heater yang ada dipasaran, antara lain : (a) Water heater 1, (b) Water heater X-2, (c) Water heater X-3, (d) Water heater X-4. Merk dagang pada water heater tidak ditampilkan.
26 a. Gaswater heaterX-1
Gambar 2.8Water Heater X-1 Spesifikasi
Warna : putih
Komsumsi gas : 0,5 kg/jam Kapasitas maksimum : 6 Liter/menit
Berat : 37 kg
Dimensi luar : 740 x 430 x 248, mm Temperatur maksimum : 40OC - 80OC
Type gas : NG atau LPG
27 Gambar 2.9Water heater X-2
Spesifikasi
Gas Input : Low 18MJ/h
Warna : Putih
Komsumsi gas : 0,8 kg/jam Kapasitas maksimum : 16 Liter/menit
Berat : 15 kg
Temperatur : 37oC – 55oC
Dimensi Luar : 350 x 530 x 194 mm
Tipe Gas : AGA atau LPG
Diameter pipa : ½ inchi Bahan saluran air : Pipa tembaga
c. Gas water HeaterX-3
Gambar 2.10Water heaterX-3 Spesifikasi
Warna : Putih
28 Gas input : Low 0,6 kg/h
Temperatur maksimum : 35oC – 65oC Kapasitas maksimum : 6 Liter/menit
Berat : 15 kg
Dimensi Luar : 740 x 430 x 248 mm
Type Gas : NG LPG
d. Gas water heater X-4
Gambar 2.11Water heaterX-4 Spesifikasi
Model : JLG30-BV6
Komsumsi gas : 0,5 kg/jam Kapasitas maksimum : 6 L/menit
Berat : 39 kg
Dimensi luar : 760 x 430 x 320 mm
Type gas : NG LPG
29 2.2.2 Water heater yang ada dipasaran
Beberapa tinjauan water heater yang banyak diketahui dipasaran dengan banyak perbedaan yang ada pada masing – masing water heater yang terdapat pada rancangan pipa. Pada umumnya rancangan pipa suatu water heater mengikuti rancangan water heater maupun rancangan media pembakarannya, antara lain :
Gambar 2.12Water heater tanpa blower Sumber :https://www.diyanswerguy.com
Merupakan sebuah water heater yang permukaannya kontak langsung dengan permukaan. Cara kerja water heater pada Gambar 2.12 adalah air yang masuk melalui pipa input kedalam saluran pipa akan dipanasi oleh permukaan heat exchanger yang dipanasi oleh api yang terbuat dari tembaga, panas api disebarkan tanpa menggunakan bantuan blower karena proses pembakarannya secara kondiksi (api merambat secara konduksi). Akibat ada perbedaan suhu
30 antara permukaan heat exchanger dan pipa yang berisi air, terjadi perpindahan panas dari heat exchanger ke air yang berada didalam pipa tembaga tersebut.
Gambar 2.13 Rangkaian water heater dengan menggunakan blower Sumber :www//http.original-crafters.com
Cara kerja water heater pada Gambar 2.13 ini adalah air yang masuk melalui pipa input kemudian air yang masuk akan dipanasi oleh permukaan heat exchanger melalui api namun api tidak kontak langsung dengan permukaan tetapi proses pembakaran melalui plat (proses perpindahn panas secara konduksi). Panas api yang disebarkan melalui blower yang berada dibawah api. Akibat ada perbedaan suhu antara permukaan heat exchanger dengan air yang berada didalam pipa yang dililit heat exchanger.
31 Gambar 2.14Water heater menggunakan outlet dan inlet
Sumber :https://www.chilipepperapp.com
Cara kerja water heater pada gambar 2.14 adalah air yang masuk kedalam tabung lalu dipanasi oleh api, air akan dipanasi melalui penampang dalam tabung bukan melalui pipa tembaga yang berpaparan langsung dengan api.
32 Gambar 2.15 Rangkaian water heater dengan posisi blower ada diatas
Cara kerja pada Gambar 2.15 adalah api kontak langsung dengan permukaan. Sehingga air yang masuk kedalam saluran pipa melalui pipa input, kemudian dimulai dengan proses pemanasan pada pipa tembaga. Jadi selama air dapat mengalir, selama itu pula air panas dapat dihasilkan oleh water heater.
33 Gambar 2.16Rangkaian water heater yang mempunyai pipa saluran air
berbentuk spiral
Sumber :https://www. waterheatertimer.org%252FTankless.com
Cara kerja water heater pada Gambar 2.16 adalah air yang masuk melalui saluran pipa input langsung dipanaskan karena api yang berkontak langsung dengan permukaan, sehingga tidak perlu menunggu proses pemanasan pada saluran pipa air. Akibat adanya perbedaan suhu antara permukaan heat exchanger dengan pipa yang berisi air sehingga terjadi perpindahan panas dari heat exchanger ke air yang berada didalam saluran pipa air yang dilingkari dengan heatexchanger.Dengan pipa saluran air yang berbentuk spiral untuk memperhambat gas buang.
34 2.2.3 Hasil penelitian water heater gas LPG oleh orang lain
Putra, P. H (2013) telah melakukan penelitian water heater gas LPG yang
berjudul “Water heater Dengan Panjang Pipa 20 meter dan 300 Lubang Masuk
Udara Pada Dinding Luar” Yang bertujuan: (a) Merancang dan membuat water
heater, (b) Mendapatkan hubungan antara debit air dengan suhu air keluar water heater, (c) Mendapatkan hubungan antara debit air dengan laju perpindahan kalor yang diterima oleh air, (d) Mendapatkan hubungan antara debit air dengan efesiensi water heater. Penelitian tersebut dilakukan dengan batasan-batasan sebagai berikut: (a) Water heater yang dibuat memiliki dimensi tinggi 90 cm, (b) Diameter pada dinding luar 25 cm, (c) Diameter pada dinding dalam 20 cm, (d) Panjang pipa 20 meter, (e) Diameter bahan pipa 3/8 inci, (f) 300 lubang masuk udara pada dinding luar, (g) 1005 Lubang pada dinding dalam water heater, (h) 6 buah sirip pada pipa berdiameter 3/8 inci, (i) Variasi dilakukan pada besarnya debit air masuk water heater. Dari hasil penelitian tersebut didapatkan (a) Water heateryang dibuat mampu bersaing dengan water heater yang ada dipasaran, yang mampu menghasilkan panas dengan temperatur 42,9oC pada debit 10 liter/menit, (b) Hubungan antara debit air yang mengalir (m) dengan temperatur air keluar
water heater(To) dapat dinyatakan dengan persamaan To = -0,027 m3+ 1,126 m2 -
16,52 m + 129,9 ( m dalam liter/menit, To dalam oC) dan R2=0,997. (c) Hubungan antara debit air yang mengalir dengan laju perpindahan kalor dinyatakan dengan persamaan Qair =17,09 m3 + 489 m2 + 439 m + 3654 (m dalam liter/menit, Qair
35 efesiensi water heater dapat dinyatakan dengan persamaan η= 0,077 m3 – 2,208 m2+ 19,84 m + 16,50 (m dalam liter/menit, η dalam %) dan R2
= 0,94.
Eko Setyawan (2012) telah melakukan penelitian water heater gas LPG
yang berjudul “Water heater Dengan Panjang Pipa 20 meter dan 150 Lubang
Input Udara” Yang bertujuan: (a) Merancang dan membuat water heater, (b) Mendapatkan hubungan debit air dengan suhu air keluar water heater, (c) Mendapatkan hubungan antara debit air dengan laju aliran kalor, (d) Menghitung kalor yang diterima air, (e) Menghitung kalor yang diberikan gas LPG, (f) Menghitung efisiensi water heater. Penelitian tersebut melakukan batasan –
batasan sebagai berikut: (a) Water heater yang dibuat memiliki dimensi tinggi 90 cm dengan diameter 25 cm, (c) Diameter pada dinding dalam 20 cm, (d) Panjang pipa 20 meter, (e) Diameter bahan pipa 3/8 inchi (0,9525 cm), (f) 150 lubang udara pada dinding luar, (h) 7 buah sirip pada pipa berdiameter 3/8 inchi dan panjang sirip 50 cm, (i) Variasi dilakukan pada besarnya debit air masuk water
heater. Dari hasil penelitian tersebut didapatkan (a) Water heater yang dapat
dibuat dengan baik dan mampu bersaing dengan water heater yang ada dipasaran yang mampu menghasilkan panas dengan temperatur 45 oC pada debit 14 liter/menit, (b) hubungan antara debit air yang masuk dengan temperatur air yang mengalir dinyatakan dengan persamaan Tout = 0,297 mair2 – 9,566 mair+ 121,9 ( mairdalam liter/menit, Tout dalam oC) dan R2 = 0,990. (c) Hubungan antara debit air yang masuk dengan laju aliran kalor yang diperlukan dinyatakan dengan persamaan Qair = - 171,9 mair2 + 3154 mair + 6873 (mairdalam liter/menit, Qair dalam watt) dan R2 = 0,967. (d) Hubungan antara debit air yang masuk dengan
36 efisiensi water heater yang diperlukan dinyatakan dengan persamaan η = - 0,776 mair2 + 14,24 mair + 31,04 (mairdalam liter/menit,η dalam %) dan R2
= 0,967. Robi Darma P. (2013) telah melakukan penelitian water heater gas LPG
yang berjudul “Karakteristik Water Heater Degan Panjang Pipa 14 Meter,
Diameter 0,5 Inchi dan Bersirip” Yang bertujuan: (a) Merancang dan membuat
water heater, (b) Mendapatkan hubungan debit air dengan suhu air keluar water
heater, (c) Mendapatkan hubungan antara debit air dengan laju aliran kalor, (d) Menghitung kalor yang diterima air, (e) Menghitung kalor yang diberikan gas LPG, (f) Menghitung efisiensi water heater. Penelitian tersebut melakukan batasan–batasan sebagai berikut: (a) Kondisi air masuk water heater sama dengan suhu air kamar mandi (25°C–27°C), (b) Panjang pipa lintasan air yang dipergunakan dalam water heater 14 meter, (c) Kondisi air keluar water heater diharapkan lebih dari 40°C pada debit 6 liter/menit, (d) Panjang pipa : 14 meter, (e) Bahan pipa : tembaga, (f) Diameter pipa tembaga : 0,5 inchi, (g) Saluran pipa air diberi sirip dari bahan pipa tembaga, (h) Sumber panas berasal dari pembakar kompor gas LPG. Dari penelitian yang dilaksanakan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : (a) Water heater dengan spesifikasi panjang pipa 14 meter, diameter 0,5 inchi dan bersirip dapat dirancang dan dibuat dengan baik, (b) Hasil terbaik dalam variasi penutup antara debit air yang masuk dengan temperatur air yang mengalir dinyatakan dengan persamaan : Tout = 112,8(Q)-0,4, R² = 0,984. Persamaan ini berlaku untuk 1,5 liter/menit < Debit air < 42 liter/menit pada tekanan udara 1 atmosfer dan pada suhu air masuk 25,9°C pada variasi penutup tertutup penuh, (c) Hasil terbaik dalam variasi penutup
37 antara debit air yang masuk dengan laju aliran kalor yang diperlukan dinyatakan dengan persamaan : qair = 0,001(Q)2 + 0,026(Q) + 9,216. Persamaan ini berlaku berlaku untuk 1,44 liter/menit < Debit air < 48,4 liter/menit pada tekanan udara sekitar berkisar 1 atmosfer dan pada suhu air masuk 25,9°C pada variasi penutup terbuka 10 putaran. Kalor yang diterima air dari water heater berkisar antara 7,533 kW – 12,556 kW, (d) Hasil terbaik dalam variasi penutup antara debit air yang masuk dengan efisiensi water heater yang diperlukan dinyatakan dengan persamaan : Efisiensi = -0,028(Q)2 + 0,838(Q) + 24,43
Persamaan ini berlaku untuk 1,5 liter/menit < Debit air < 42 liter/menit padatekanan udara sekitar berkisar 1 atmosfer dan pada suhu air masuk 25,9°Cpada variasi penutup tertutup penuh, (e) Kalor yang diberikan gas LPG sebesar 36,535 kW, (f) Untuk variasi penutup water heater, dengan kondisi variasi penutup tertutup penuh adalah variasi yang terbaik.
