INTISARI
Sekarang ini mesin pengering handuk yang ramah lingkungan, aman, praktis dan dapat dipergunakan kapan saja tanpa dipengaruhi musim sangat dibutuhkan masyarakat terutama bagi kalangan pebisnis yang menggunakan mesin pengering handuk. Tujuan dari penelitian ini adalah: (a) merancang dan merakit mesin pengering handuk tanpa melibatkan energi matahari. (b) mengetahui laju pengeringan handuk dengan kondisi awal pengeringan (1) peras tangan (2) peras mesin cuci.
Penelitian dilakukan di Laboraturium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Ukuran mesin pengering 176cm x 81cm x 60cm, mesin pengering handuk yang dibuat bekerja dengan siklus kompresi uap dibantu dengan dua penukar. Mesin ini bekerja dengan sistim terbuka. Penelitian dilakukan dengan memvariasikan kondisi awal pengeringan handuk yang terdiri dari 20 handuk peras tangan dan 20 handuk giling laundri. Bahan handuk yang digunakan dalam penelitian yaitu bahan katun dengan ukuran 30cm x 75cm x 1,4mm. Daya kompresor sebesar ½ hp. Ukuran komponen yang lain menyesuaikan daya besarnya kompresor.
Hasil penelitian menunjukkan mesin pengering handuk dapat bekerja dengan sesuai dengan yang diharapkan, dengan kondisi udara rata-rata didalam ruang pengering Tdb : 63,1oC, Twb : 29,3oC, RH : 11%. Untuk handuk peras tangan memerlukan memerlukan waktu pengeringan 135 menit, untuk 20 handuk, dengan massa awal 4,8 kg sampai dengan 1,7 kg. Untuk handuk hasil peras mesin cuci Tdb : 60,6oC, Twb : 29oC, RH : 10%. Untuk handuk peras mesin cuci memerlukan waktu pengeringan 45 menit, dengan 20 handuk, dengan massa awal 2,5 kg sampai 1,7 kg.
Kata kunci : Mesin pengering handuk, sistem kompresi uap, refrigerant
ABSTRAK
Now this drying machine that towel environmentally friendly, safe, practical and can be used when without influenced season is needed by the society especially among businessperson the use of a machine dryer a towel.The purpose of this research is: ( a ) design and assemble drying machine a towel without involving solar energy. ( b ) to examine the rate drying a towel with the initial conditions drying ( 1 ) wring the hands ( 2 ) wring the washing machine.
The research was done in laboraturium engineering university sanata dharma yogyakarta. Size drying machine 176cm x 81cm x 60cm, drying machine that towel made work to a cycle compression steam assisted by two heat exchangers. This machine work with systems open. The research was done with varying the initial conditions drying toweling consisting of 20 a towel wring hands and 20 a towel milled laundri. Material that towel used in the namely material cotton with size 30cm x 75cm x 1,4mm. Power compressor of ½ hp. Component size another adjust power the size of the compressor.
The research results show drying machine a towel can work with as
expected, with state of the air the average in space dryer tdb: 63,1o
c, twb: 29,3
oc,
rh: 11 %. For towels wring hand need need the time drying 135 minutes, for 20 a towel, to the mass early 4.8 kg up to 1.7 kg. For towels the results of wring the washing machine tdb: 60,6oc, twb: 29
oc, rh: 10%. For towels wring the washing
machine need the time drying 45 minutes, with 20 a towel, to the mass early 2.5 kg until 1.7 kg.i
MESIN PENGERING HANDUK DENGAN SIKLUS
KOMPRESI UAP DIBANTU DENGAN DUA BUAH
PENUKAR KALOR
SKRIPSI
Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Mesin
Disusun oleh
RUDI RIYANTO
NIM : 125214008
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
ii
TOWEL DRYER WITH VAPOR COMPRESSION CYCLE
ASSISTED WITH TWO HEAT EXCHANGER
FINAL PROJECT
As partical fulfillment of the requrement
To obtain the Sarjana Teknik degree Mechanical Engineering
By :
RUDI RIYANTO
Student Number : 125214008
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
vii
INTISARI
Sekarang ini mesin pengering handuk yang ramah lingkungan, aman, praktis dan dapat dipergunakan kapan saja tanpa dipengaruhi musim sangat dibutuhkan masyarakat terutama bagi kalangan pebisnis yang menggunakan mesin pengering handuk. Tujuan dari penelitian ini adalah: (a) merancang dan merakit mesin pengering handuk tanpa melibatkan energi matahari. (b) mengetahui laju pengeringan handuk dengan kondisi awal pengeringan (1) peras tangan (2) peras mesin cuci.
Penelitian dilakukan di Laboraturium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Ukuran mesin pengering 176cm x 81cm x 60cm, mesin pengering handuk yang dibuat bekerja dengan siklus kompresi uap dibantu dengan dua penukar. Mesin ini bekerja dengan sistim terbuka. Penelitian dilakukan dengan memvariasikan kondisi awal pengeringan handuk yang terdiri dari 20 handuk peras tangan dan 20 handuk giling laundri. Bahan handuk yang digunakan dalam penelitian yaitu bahan katun dengan ukuran 30cm x 75cm x 1,4mm. Daya kompresor sebesar ½ hp. Ukuran komponen yang lain menyesuaikan daya besarnya kompresor.
Hasil penelitian menunjukkan mesin pengering handuk dapat bekerja dengan sesuai dengan yang diharapkan, dengan kondisi udara rata-rata didalam ruang pengering Tdb : 63,1oC, Twb : 29,3oC, RH : 11%. Untuk handuk peras tangan memerlukan memerlukan waktu pengeringan 135 menit, untuk 20 handuk, dengan massa awal 4,8 kg sampai dengan 1,7 kg. Untuk handuk hasil peras mesin cuci Tdb : 60,6oC, Twb : 29oC, RH : 10%. Untuk handuk peras mesin cuci memerlukan waktu pengeringan 45 menit, dengan 20 handuk, dengan massa awal 2,5 kg sampai 1,7 kg.
Kata kunci : Mesin pengering handuk, sistem kompresi uap, refrigerant
viii ABSTRAK
Now this drying machine that towel environmentally friendly, safe, practical and can be used when without influenced season is needed by the society especially among businessperson the use of a machine dryer a towel.The purpose of this research is: ( a ) design and assemble drying machine a towel without involving solar energy. ( b ) to examine the rate drying a towel with the initial conditions drying ( 1 ) wring the hands ( 2 ) wring the washing machine.
The research was done in laboraturium engineering university sanata dharma yogyakarta. Size drying machine 176cm x 81cm x 60cm, drying towels wring the washing machine need the time drying 45 minutes, with 20 a towel, to the mass early 2.5 kg until 1.7 kg.
ix
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
berkat dan rahmat-Nya sehingga penyusunan skripsi ini dapat terselesaikan
dengan baik dan lancar.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi mahasiswa
untuk mendapatkan gelar S-1 pada Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Atas berkat, bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak akhirnya
skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Dalam kesempatan ini dengan
segala kerendahan hati penulis mengucapkan rasa terimakasih yang
sebesar-besarnya kepada :
1. Sudi Mungkasi, PhD, selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi M.T. selaku Dosen Pembimbing skripsi, atas
arahan, pengertian, dan motivasi yang diberikan.
3. A. Prasetyadi, S.Si, M. Si., selaku Dosen Pembimbing Akademik.
4. Doddy Purwadianto S.T., M.T., selaku Kepala Laboratorium Konversi
Energi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata
Dharma Yogyakarta.
5. Seluruh Staf dan Pengajar Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah memberi
bekal ilmu pengetahuan sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan
skripsi ini.
6. Sadimin dan Ngatiyem selaku kedua orang tua, yang telah memberi
motivasi dan dukungan kepada penulis, baik secara materi maupun
x
7. Frenki Hastuti dan Frinda Tri Cahyaningrum, atas doa dan motivasi yang
diberikan.
8. Teman-teman mahasiswa Jurusan Teknik Mesin dan semua pihak yang
tidak dapat saya sebutkan satu persatu yang telah memberikan dorongan
dan bantuan dalam wujud apapun selama penyusunan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisa penelitian dan penulisan skripsi
ini jauh dari sempurna. Untuk itu penulis mengharapkan masukan, kritik, dan
saran yang membangun dari berbagai pihak untuk dapat menyempurnakannya.
Ahir kata semoga skripsi ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun
pembaca. Terima kasih.
Yogyakarta, Maret 2016
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
TITLE PAGE ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ... vi
INTISARI ... vii
xii
2.1.6.1 parameter-parameter dalam psychrometric chart
... 20
2.1.6.2 proses-proses perlakuan udara pada psychrometric chart ... 21
2.1.7 proses pelakuan udara yang terjadi pada mesin pengering handuk
3.5.2 Cara menganalisis dan menampilkan hasil ……… 57
3.5.3 Cara Mendapatkan Kesimpulan ………... 59
BAB IV HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian ... 60
4.2 Hasil Perhitungan ... 63
4.3 Pembahasan ... 73
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ………. 77
5.2 Saran ………. 77
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Table yang digunakan dalam penelitian ... 57
Tabel 4.1 Rata – rata pengeringan handuk dengan
perasan tangan
... 61
Tabel 4.2 Rata – rata pengeringan handuk dengan
perasan mesin cuci
... 62
Tabel 4.3 Hasil pengeringan handuk dengan panas
matahari
... 63
Tabel 4.4 Massa air yang menguap dari handuk (M1) ... 64
Tabel 4.5 Hasil perhitungan pengeringan handuk
dengan perasan tangan
... 72
Tabel 4.6 Hasil perhitungan pengeringan handuk
dengan perasan mein cuci
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Refrigerant
dehumidifier
………..………… 8
Gambar 2.2 Desiccant dehumidifier ………..……… 9
Gambar 2.3 Termometer bola basah dan termometer bola kering.
Gambar 2.8 psychrometric chart ... 19
Gambar 2.9 Proses-proses yang terjadi pada udara dalam psychrometric chart ... 21
Gambar 2.10 Pemanasan (Heating) ... 22
Gambar 2.11 Pendinginan (cooling) ... 23
Gambar 2.12 pelembaban (Humidify) ... 23
Gambar 2.13 Penurunan kelembaban (Dehumidify) ... 24
Gambar 2.14 Pemanasan dan pelembaban (Heating & Humidify). ... 25
Gambar 2.15 Proses pemanasan dan penurunan kelembaban (Heating & De-humidify) ... 26
Gambar 2.16 Proses pendinginan dan pelembaban (Cooling & Humidify) ... 26
Gambar 2.17 Proses pendinginan dan penurunan kelembaban (Cooling & De-humidify) ... 27
Gambar 2.18 Proses yang terjadi pada mesin pengering handuk. ... 28
xvi
Gambar 3.16 Thermometer digital dan termokopel …………... 47
Gambar 3.17 Timbangan digital ……….. 48
Gambar 3.18 Tang ampere ……….. 49
Gambar 3.19 Diagram untuk penelitian ……… 50
Gambar 3.20 Pemasangan mesin pengering handuk ……….. 51
Gambar 3.21 Katup pengisian refrigeran ………. 53
Gambar 3.22 Skematik pengambilan data ……….. 54
Gambar 4.1 Suhu kerja evaporator dan suhu kerja kondensor perasan tangan ……….. 66
xvii Gambar 4.3 Psychometric chart perasan
tangan pada menit 15
……… 69
Gambar 4.4 Psychometric chart perasan
mesin cuci menit 15
………... 70
Gambar 4.5 Grafik penurunan massa air pada
proses pengeringan handuk
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang MasalahMesin pengering handuk ini di buat untuk menjawab persoalan yang
ada di massage, spa, pemandian air panas. Selama ini pengeringan handuk
dilakukan secara konvensional yaitu dengan menjemur secara langsung di luar
ruangan dengan memanfaatkan energi sinar matahari dan angin. Seiring dengan
kemajuan dan perkembangan teknologi, proses pengeringan handuk tidak
dilakukan secara konvensional, tetapi menggunakan mesin pengering.
Penggunaan mesin ini memiliki keunggulan, antara lain tidak bergantung
terhadap cuaca (dapat dilakukan pada malam hari dan pada saat kondisi terjadi
hujan).
Pada saat ini hampir semua pelaku bisnis menggunakan mesin
pengering untuk mengeringkan handuk. Massage and spa, dan hotel berbintang
menggunakan mesin pengering handuk untuk mempercepat pengeringan
handuk. Tempat pemandian air panas juga memerlukan mesin pengering
handuk dalam jumlah yang besar.
Proses pengeringan dapat dilakukan dengan berbagai cara mulai dari
cara konvensional sampai dengan cara yang modern. Dari menjemur pakaian di
bawah sinar matahari, sampai dengan menggunakan mesin pengering elektrik
maupun mesin pengering gas LPG. Setiap cara memiliki keuntungan dan
Keuntungannnya pengeringan dengan menggunakan energi matahari
selain murah juga ramah lingkungan, sumber energi matahari tersedia di alam
dan gratis. Kerugian adalah jika musim hujan tiba matahari sering tertutup
awan. Oleh karena itu pada musim hujan handuk sulit untuk dikeringkan
dengan menggunakan energi matahari, akibatnya handuk akan bau apek dan
berjamur.
Keuntungan pengeringan menggunakan mesin yaitu penggunaannya
tidak tergantung cuaca. Dapat dipergunakan kapan saja, baik siang maupun
malam hari dan proses pengeringannya cepat. Kerugiannya membutuhkan
energi tambahan, seperti gas LPG ataupun listrik.
Berangkat dari persoalan tersebut di atas penulis tertantang untuk dapat
merakit mesin pengering handuk yang ramah lingkungan, tidak berbahaya,
praktis dan dapat dipergunakan kapan saja.
1.2 Rumusan Masalah
Di pasaran, mesin khusus untuk pengering handuk sulit ditemukan.
Dimusim hujan mesin pengering handuk sangat dibutuhkan. Diperlukan sebuah
inovasi mesin pengering handuk dengan kapasitas cukup besar yang dapat
bekerja tanpa melibatkan energi surya. Bagaimanakah solusi dari persoalan
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah:
a. Merancang dan merakit mesin pengering handuk yang dapat bekerja tanpa
melibatkan energi surya.
b. Mengetahui waktu pengeringan handuk, dari mesin pengering handuk
yang dirakit dengan dua kondisi awal pengeringan handuk yaitu perasan
tangan dan perasan mesin cuci.
c. Mengetahui laju pengeringan handuk, dari mesin pengering handuk yang
dirakit dengan dua kondisi awal pengeringan handuk yang berbeda yaitu
hasil peras tangan dan hasil peras mesin cuci.
1.4 Batasan-Batasan Masalah
Batasan-batasan yang dipergunakan di dalam pembuatan mesin
pengering handuk :
a. Mesin bekerja dengan menggunakan siklus kompresi uap.
b. Komponen mesin siklus kompresi uap meliputi: kompresor, evaporator,
kondensor dan pipa kapiler
c. Pengeringan handuk, dibantu dengan menggunakan dua buah penukar
kalor.
d. Kompresor yang dipergunakan berdaya 1/2 HP, komponen utama dari
mesin kompresi uap yang lain menyesuaikan dengan besarnya daya
e. Mesin pengering bekerja dengan sistem terbuka, artinya udara yang telah
dipergunakan untuk proses pengeringan handuk, dibuang keluar dari
lemari pengering.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang didapat dari hasil penelitian ini adalah
a. Hasil penelitian dapat dipergunakan sebagai referensi bagi peneliti lain
yang berminat pada penelitian pengering handuk.
b. Dapat menambah kasanah ilmu pengetahuan tentang pengering handuk
yang dapat ditempatkan perpustakaan.
c. Mesin pengering handuk yang dihasilkan dapat dipergunakan sebagaimana
5
BAB II
DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Dasar Teori
Prinsip dasar pengeringan adalah proses pemindahan panas dan uap air
secara simultan, yang memerlukan energi panas untuk menguapkan kandungan
air yang dipindahkan dari permukaan bahan yang dikeringkan oleh media
pengering yang biasanya berupa panas.
2.1.1 Metode-Metode Pengering Handuk
Metode pengeringan handuk yang banyak ditemukan di pasaran saat ini
terdapat beberap jenis, diantaranya (a) Pengeringan handuk dengan
menggunakan sentrifugal dan heater (b) pengeringan handuk dengan gas LPG
dan kipas angin atau blower, (c) pengeringan handuk dengan menggunakan
dehumidifikasi dan pemanas, (d) pengeringan handuk dengan cara dijemur di
bawah sinar matahari.
a. Pengering handuk dengan menggunakan sentrifugal dan heater.
Pengering handuk jenis ini merupakan metode yang paling sering
ditemui di pasaran. Cara kerja mesin pengering ini adalah memanfaatkan gaya
sentrifugal untuk memisahkan air dari handuk dan menggunakan pemanas,
biasanya panas yang digunakan berasal dari heater atau gas LPG sebagai
motor listrik dan bersamaan dengan itu udara hasil pemanasan heater dialirkan
ke drum. Udara yang bersuhu tinggi membuat air di handuk menguap. Putaran
yang tinggi tersebut menimbulkan gaya sentrifugal yang mengakibatkan uap
air terlempar keluar dari drum dan tertampung di dalam drum sebelah luar,
kemudian air yang terkumpul dari proses dibuang secara langsung keluar
melalui pipa pembuangan.
b. Pengeringan handuk dengan gas LPG dan kipas.
Pengeringan jenis ini merupakan pengeringan handuk hasil
pengembangan dari beberapa mesin pengering yang sudah ada. Prinsip kerja
mesin pengering handuk yaitu dengan LPG memanfaatkan panas yang
dihasilkan oleh pembakaran gas LPG yang disirkulasikan ke lemari pengering.
Tujuan dari pemanasan ini adalah untuk menaikkan suhu udara. Akibat dari
udara kering yang bersuhu tinggi pada ruangan menyebabkan air dalam
handuk menguap. Selanjutnya udara lembab ini dibuang keluar lemari
menggunakan kipas angin, mesin jenis ini biasanya disebut sistem terbuka.
c. Pengering handuk dengan menggunakan cara dehumidifikasi dan pemanasan
Pengering handuk jenis ini menggunakan cara dehumidifier dan
pemanasan. Pengering handuk jenis ini sangat jarang di temui dipasaran. Mesin
pengering handuk bekerja dengan memanfaatkan proses dehumidifikasi dan
pemanasan udara yang disirkulasikan ke lemari. Udara diturunkan
dari udara kering dan bersuhu tinggi pada ruangan menimbulkan air dalam
handuk menguap selanjutnya udara lembab dibuang keluar dari lemari.
d. Pengering handuk dengan penjemuran di bawah sinar matahari.
Metode pengeringan handuk dengan di jemur di bawah sinar matahari
langsung merupakan metode paling umum dilakukan oleh masyarakat. Panas
dihasilkan matahari dapat menguapkan air yang ada pada handuk basah hingga
handuk benar-benar kering dan siap untuk disetrika. Tetapi seiring
perkembangan jaman dan teknologi, banyak orang berlomba-lomba untuk
menciptakan mesin pengering handuk. Hal ini bukan dikarenakan metode ini
tidak baik tetapi metode pengeringan ini sangat tergantung pada cuaca. Namun
metode ini masih tetap digunakan, karena dirasa lebih mudah dan murah.
2.1.2 Dehumidifier
Dehumidifier adalah sebuah alat yang penyerap uap air dari udara
berfungsi mengurangi tingkat kelembaban pada udara melalui proses
dehumidifikasi. Proses dehumidifikasi merupakan proses penurunan kadar air
dalam udara menjadi udara kering. Dehumidifikasi udara dapat dilakukan
dengan dua cara. Pertama, menggunakan metode pendinginan di bawah titik
embun dan mengurangi kandungan air dalam udara dengan cara kondensasi
yang disebut refrigerant dehumidifier Gambar 2.1. Kedua, menggunakan
bahan pengering sebagai penyerap kelembaban yang disebut desiccant
a. Refrigerant dehumidifier
Refrigerant dehumidifier merupakan pengering udara “dehumidifier”
yang paling umum ditemui di pasaran. Dehumidifier ini paling banyak dipilih
karena biaya produksinya yang relatif lebih murah, mudah dalam
pengoperasiannya dan efektif jika di aplikasikan dalam domestik maupun
komersial. Dehumidifier ini akan bekerja sangat baik jika ditempatkan pada
ruangan bersuhu hangat dan kelembaban tinggi.
Prinsip kerja dari refrigerant dehumidifier yaitu menggunakan sistem
kompresi uap. Evaporator akan menyerap uap air di dalam udara, kemudian
udara dilewatkan kondensor agar menjadi kering dan panas. Evaporator
memiliki tugas menurunkan suhu udara ke titik kondensasi. Sedangkan
kondensor memiliki peran untuk menaikan suhu udara agar menjadi semakin
tinggi.
Gambar 2.1 Refrigerant dehumidifier
b. Desiccant dehumidifier
Desiccant dehumidifier mempunyai cara penurunan kelembaban yang
berbeda dengan refrigerant dehumidifier. Dehumidifier ini menggunakan
bahan penyerap kelembaban berupa liquid atau solid, seperti silica gel atau
batu zeloit. Dehumidifier ini akan bekerja dengan sangat baik bila digunakan di
daerah beriklim dingin atau ketika diperlukan temperature titik embun yang
rendah. Karena tidak ada air yang diproduksi selama proses tersebut, maka
unit-unit ini dapat bekerja secara efektif pada suhu sub nol.
Prinsip kerjanya melewatkan udara lembab ke bagian proses pada disc.
Disc dibuat seperti sarang lebah dan berisi bahan pengering (silica gel atau
zeloid). Disc dibagi menjadi dua saluran udara yang dipisahkan oleh sekat.
Pertama bagian proses (75% dari lingkaran) dan bahan kedua bagian reaktivasi
(25% dari lingkaran). Disc diputar perlahan-lahan menggunakan motor kecil.
Selanjutnya uap air pada udara akan diserap oleh disc bahan pengering.
Kemudian udara meninggalkan motor dengan suhu hangat dan kering.
Bersamaan dengan berputarnya disc pada bagian reaktivasi disirkulasikan
udara panas yang berasal dari heater.
Pemanasan pada bagian reaktivasi bertujuan meregenerasikan disc
bahan pengering (bagian proses). Kemudian air yang diserap oleh disc bagian
reaktivasi terlepas karena proses pemanasan dan heat exchanger bergantian
menyerap uap air tersebut. Uap air yang diserap oleh heat exchanger akan
Gambar 2.2 Desiccant dehumidifier
2.1.3 Parameter proses Pengeringan
Untuk memahami proses dehumidifier ada beberapa parameter
yang harus dipahami atau dimengerti, yaitu :
a. Kelembaban
Kelembaban bisa diartikan sebagai kandungan uap air di udara. Udara
dikatakan mempunyai kelembaban yang tinggi apabila uap air yang
dikandungnya tinggi, dan begitu juga sebaliknya. Udara yang kurang
mengandung uap air dikatakan udara kering sedangkan udara yang
mengandung banyak uap air dikatakan udara lembab atau udara basah.
Komposisi dari udara terdiri dari berbagai jenis gas yang relative konstan.
Komposisi udara kering terdiri dari N2 dengan volume 78,09% dan berat
Gambar 2.3 Termometer bola basah dan termometer bola kering.
Alat yang digunakan untuk mengetahui tingkat kelembaban biasanya
menggunakan thermometer bola basah dan thermometer bola kering lihat
Gambar 2.3. Termometer bola kering digunakan untuk mengukur suhu udara
kering dan termometer bola basah untuk mengukur suhu udara basah. Pada
termometer bola kering, bola tabung air raksa pada termometer dibiarkan
kering ketika mengukur suhu udara aktual. Sedangkan pada termometer bola
basah, bola tabung air raksa diberi kain yang telah dibasahi agar suhu yang
terukur adalah suhu saturasi atau titik jenuh, yaitu suhu yang diperlukan agar
uap air dapat berkondensasi. Jika suhu bola kering dan suhu bola basah dari
udara telah diketahui, maka dengan bantuan psychrometric chart, kelembaban
udara pada saat itu dapat ditentukan. Dengan cara temperatur bola basah dan
temperatur bola kering yang sudah ditentukan kemudian digambar pada
psychometric chart sehingga ketemu satu titik kondisi udara pada saat itu, dari
titik tersebut dapat ditentukan kelembaban relatif dan kelembaban spesifik
Kelembaban udara dapat dinyatakan sebagai kelembaban udara mutlak,
kelembaban relatif dan kelembaban spesifik. Kelembaban udara mutlak adalah
banyaknya uap air yang terkandung di dalam 1 kg udara. Kelembaban relatif
merupakan persentase perbandingan jumlah uap air yang terkandung dalam 1
m3 udara dengan jumlah air maksimal yang dapat terkandung dalam 1 m3 udara pada kondisi udara yang sama.
Kelembaban spesifik atau ratio kelembaban (w) adalah jumlah
kandungan uap air di udara dalam setiap kilogram udara kering, atau
perbandingan antara massa uap air dengan massa udara kering. Kelembaban
spesifik umumnya dinyatakan dalam gram per kilogram dari udara kering
(grair/kgudara) atau (kgair/kgudara). Dalam sistem dehumidifier semakin besar
perbandingan kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering (wH) dengan kelembaban spesifik dalam mesin pengering (wF), maka semakin
banyak massa air yang berhasil diuapkan. Massa air yang berhasil diuapkan
(Δw) dapat dihitung dengan Persamaan (2.1) :
Δw = (WH – WF) kgair/kgudara (2.1)
Δw : massa air yang berhasil diuapkan (kgair/kgudara)
wH : kelembaban spesifik keluar dari mesin pengering (kgair/kgudara)
b. Suhu Udara
Suhu udara adalah keadaan panas atau dingin udara di suatu tempat pada
waktu tertentu. Suhu udara dinyatakan panas jika suhu udara pada tempat dan
waktu tertentu melebihi suhu lingkungan disekitarnya dan begitu sebaliknya
untuk suhu udara dingin.
Suhu udara sangat mempengaruhi laju pengeringan. Semakin besar
perbedaan antara suhu udara pengering dan suhu handuk maka kemampuan
perpindahan kalor semakin besar, maka proses penguapan air juga semakin
besar. Agar bahan yang dikeringkan tidak sampai rusak, suhu udara harus
diatur untuk dikontrol terus menerus.
Dry-bulb temperature (DB) atau temperatur bola kering adalah
temperatur yang terbaca pada thermometer dalam kondisi udara terbuka, maka
berakibat pula pada perubahan kalor sensible. Wet-bulb temperature (WB)
temperatur bola basah adalah temperatur yang terbaca pada thermometer
dengan sensor yang dibalut dengan kain basah untuk menghilangkan radiasi
panas. Dew-point temperature adalah suhu di mana udara mulai menunjukkan
aksi pengembunan ketika didinginkan.
c. Aliran udara
Aliran udara pada proses pengeringan mempunyai fungsi pembawa
udara panas untuk menguapkan kadar air handuk serta mengeluarkan uap air
hasil penguapan tersebut. Uap air hasil penguapan harus segera dikeluarkan
pengeringan. Semakin besar debit aliran udara panas yang mengalir maka akan
semakin besar kemampuannya menguapkan massa air dari pakaian, namun
berbanding terbalik dengan suhu udara yang semakin menurun.
2.1.4 Siklus Kompresi Uap
Mesin refrigerasi siklus kompresi uap merupakan jenis mesin refrigerasi
yang dipergunakan pada mesin dehumidifikasi. Siklus kompresi uap ini
menggunakan refrigeran R-134a sebagai fluida kerjanya yang memiliki sifat
ramah lingkungan. Sistem pendinginan ini terdiri dari beberapa alat utama
yang pokok untuk dapat terjadinya proses kompresi uap, yaitu :
a. Kompresor, berfungsi untuk menaikkan tekanan refrigeran.
b. Kondensor berfungsi mendinginkan atau mengembunkan refrigeran. Terjadi
pembuangan panas dari kondensor ke udara.
c. Pipa kapiler, berfungsi untuk menurunkan tekanan refrigeran secara entalpi
konstan.
d. Evaporator, berfungsi untuk memanaskan atau menguapkan refrigeran. Ada
panas yang diserap oleh refrigeran sehingga terjadi pendinginan pada sekitar
evaporator.
Sistematik mesin yang bekerja dengan siklus kompresi uap disajikan pada
Gambar 2.4 Skematik siklus kompresi uap
Siklus kompresi uap di dalam P-h diagram dan T-s diagram disajikan pada
Gambar 2.5 dan Gambar 2.6.
Gambar 2.5 P-h Diagram siklus kompresi uap. Qout
Qin
Win Qout
Qin
Kondensor
Evaporator
Kompresor Pipa kapiler
Win
Enthalpy
Pre
Gambar 2.6 T-s Diagram siklus kompresi uap.
Di dalam siklus kompresi uap ini, refrigeran mengalami beberapa
proses yaitu :
a. Proses 1-2 merupakan proses kompresi kering. Proses ini dilakukan oleh
kompresor, di mana refrigeran yang berupa gas bertekanan rendah
mengalami kompresi yang mengakibatkan refrigeran menjadi gas
bertekanan tinggi. Karena proses ini berlangsung secara isentropik (proses
pada enthalpi (s) konstan), maka suhu yang keluar dari kompresor juga
meningkat menjadi gas panas lanjut.
b. Proses (2-2a) merupakan penurunan suhu (desuperheating). Proses ini
berlangsung sebelum memasuki kondensor. Refrigeran gas panas lanjut
yang bertemperatur tinggi diturunkan sampai titik gas jenuh. Proses (2-2a)
c. Proses (2a-3a) merupakan proses kondensasi atau pembuangan kalor ke
udara lingkungan sekitar kondensor pada suhu konstan. Pada proses ini
terjadi perubahan fase dari gas jenuh menjadi cair jenuh. Perubahan fase
ini terjadi karena temperatur refrigeran lebih tinggi daripada suhu udara
lingkungan sekitar kondensor, maka terjadi pembuangan kalor ke udara
lingkungan sekitar kondensor. Proses (2a-3a) berlangsung pada tekanan
dan suhu yang konstan.
d. Proses (3a-3) merupakan proses pendinginan lanjut. Pada proses ini terjadi
pelepasan kalor sehingga temperatur refrigeran yang keluar dari kondensor
menjadi lebih rendah dan berada pada fase cair. Hal ini membuat refigeran
lebih mudah mengalir dalam pipa kapiler.
e. Proses (3-4) merupakan proses penurunan tekanan. Proses penurunan
tekanan berlangsung secara drastis dan berlangsung pada entalpi yang
tetap. Proses in terjadi selama di dalam pipa kapiler. Pada proses ini
refrigeran berubah fase dari cair menjadi fase cair-gas. Akibat penurunan
tekanan ini, temperatur refrigeran juga mengalami penurunan.
f. Proses (4-1a) merupakan proses evaporasi atau penguapan. Pada proses ini
terjadi perubahan fase dari cair gas menjadi gas jenuh. Perubahan fase ini
terjadi karena temperatur refrigeran lebih rendah daripada suhu udara
lingkungan sekitar evaporator, maka terjadi penyerapan kalor dari udara
lingkungan sekitar evaporator. Proses (4-1a) berlangsung pada tekanan
g. Proses (1a-1) merupakan proses pemanasan lanjut. Proses ini terjadi karena
adanya penyerapan kalor terus menerus setelah proses (4-1a), maka
refrigeran yang masuk ke kompresor berubah fase dari gas jenuh ke gas
panas lanjut. Akibatnya refrigeran mengalami kenaikan temperatur
refrigeran. Dengan terjadinya proses pemanasan lanjut ini, menjadikan
kompresor bekerja lebih ringan.
2.1.5 Penukar kalor (heat exchanger)
Penukar kalor (heat exchanger) adalah alat yang dapat menghasilkan
pepindahan panas dari suatu fluida yang memiliki temperatur tinggi menuju ke
fluida yang memiliki temperatur lebih rendah. Heat excheger dapat berfungsi
sebagai pemanas ataupun pendingin, dalam penelitian ini heat exchanger
digunakan sebagai pemanas udara. Proses perpindahan panas dapat dilakukan
secara langsung ataupun secara tidak langsung. Proses perpindahan panas
secara langsung yaitu fluida panas akan langsung bercampur dengan fluida
dingin tanpa ada pemisah. Sedangkan perpindahan panas secara tidak langsung
yaitu bila antara fluida panas dan fluida dingin tidak terjadi kontak secaara
langsung tetapi dipisah oleh sekat-sekat pemisah.
Dalam penelitian ini heat exchanger yang digunakan untuk meningkatkan
temperatur udara kering sebelum masuk ruang pengering. Heat exchanger
menggunakan fluida air yang dipanaskan menggunakan kompor bertenaga gas.
Gamabr 2.7 menunjukkan gas water heater merupakan water heater yang
menggunakan gas LPG sebagai sumber pemanas airnya. Prinsip kerja dari gas
air didalam pipa-pipa tembaga, sehingga dapat membuat air dalam pipa
tembaga panas dalam waktu yang cepat. Kemudian air yang telah dipanaskan
tersebut disalurkan menuju kekondensor dengan menggunakan selang sehingga
kondensor memiliki temperatur yang lebih tinggi, Kondensor disini digunakan
untuk heat exchanger. Panas dari kondensor ini yang digunakan untuk
meningkatkan panas udara ketika udara melewati kondenser.
Gambar 2.7 Water heater
2.1.6 Psychrometric Chart
Psychrometric chart adalah grafik digunakan untuk menentukan
karakteristik dari udara di lingkungan tersebut. Skematik psychrometric chart
dapat dilihat pada Gambar 2.8. Untuk mengetahui nilai dari properti – properti
( Tdb, Twb, Tdp, h, RH, w, dan V) bisa dilakukan apabila minimal dua buah
Gambar 2.8 Psychrometric chart.
2.1.6.1 Parameter-parameter Dalam Psychrometric Chart
Parameter-parameter udara dalam psychrometric chart, diantaranya (a)
temperatur bola kering (b) temperatur bola basah (c) temperatur titik embun
(d) kelembaban spesifik (e) volume spesifik (f) entalpi (g) kelembaban relatif.
a. Temperatur bola kering
Temperatur bola kering adalah suhu udara ruang yang diperoleh melalui
pengukuran dengan thermometer bola kering.
Temperatur bola basah adalah suhu udara ruang yang diperoleh melalui
pengukuran dengan temperatur bola basah.
c. Temperatur titik embun
Temperatur titik embun adalah suhu yang menunjukkan mulai terjadinya
proses pengembunan ketika udara didinginkan, pada kondisi ini. Udara
memiliki RH 100%.
d. Kelembaban spesifik (w)
Kelembaban spesifik adalah berat kandungan uap air di udara dalam setiap
kilogram udara kering (kg air/kg udara kering).
e. Volume spesifik (v)
Volume spesifik adalah volume udara campuran dengan berat udara
tersebut (m3/kg). f. Entalpi (h)
Entalpi adalah jumlah panas total yang dimiliki oleh campuran udara dan
uap air persatuan massa udara tersebut. Dinyatakan dalam satuan Btu/lb
udara.
g. Kelembaban relatif (RH)
Kelembaban relatif adalah jumlah persentase perbandingan jumlah air
yang terkandung dalam 1m3 dengan jumlah air maksimal yang dapat terkandung dalam 1m3 tersebut.
2.1.6.2 Proses-proses perlakuan udara dalam psychrometric chart. Proses-proses perlakuan udara dalam psychrometric chart pada
proses cooling atau proses pendinginan, (c) proses humidify, (d) proses
dehumidify, (e) proses heating dan humidify, (f) Proses Heating &
Dehumidify, (g) Proses Cooling dan Humidify, (h) Proses Cooling dan
De-humidify. Berikut penjelasannya :
Gambar 2.9 Proses-proses yang terjadi pada udara dalam psychrometric chart
a. Proses pamanasan (Heating)
Proses pemanasan Gambar 2.10 adalah proses pemanasan udara
sensibel ke udara sehingga temperatur udara terus naik. Proses ini berfungsi
menaikkan temperatur atau proses pemanasan udara tanpa mengurangi
Gambar 2.10 Pemanasan (Heating)
b. Proses pendinginan (Cooling)
Proses pendinginan adalah proses pengambilan kalor sensibel dari
udara sehingga temperatur udara mengalami penurunan. Proses ini berfungsi
untuk menurunkan temperatur bola kering udara tanpa mengurangi kandungan
uap air. Garis proses ini adalah garis horisontal ke arah kiri, seperli yang
terlihat pada Gambar 2.11.
c. Proses pelembaban (Humidify)
Proses pelembaban adalah proses ini berfungsi menambahkan
kandungan uap air ke udara tanpa merubah temperatur (dry bulb). Pada proses
ini terjadi perubahan kalor laten tanpa disertai perubahan kalor sensibel. Pada
proses ini digambarkan garis vertikal ke arah atas, seperti yang terlihat pada
Gambar 2,12.
Gambar 2.12 Pelembaban (Humidify)
d. Proses penurunan kelembaban (Dehumidify)
Proses penurunan kelembaban adalah proses ini menurunkan
kandungan uap air di udara tanpa merubah temperatur. Jadi proses ini
berlangsung pada kondisi temperatur kering yang konstan. Pada proses ini
terjadi perubahan kalor laten. Proses ini terjadi pada garis proses ke arah ke
Gambar 2.13 Penurunan kelembaban (Dehumidify)
e. Proses pemanasan dan pelembaban (Heating & Humidify)
Proses pemanasan dan pelembaban adalah proses ini menaikkan
temperatur dan menaikkan kandungan uap air di udara. Pada proses ini terjadi
peningkatan kalor laten, peningkatan kelembaman, entalpi, Tdb, Twb, dan kelembaman relatif. Garis prosesnya adalah garis ke arah kanan atas, lihat
Gambar 2.14.
f. Proses pemanasan dan penurunan kelembaban (Heating & De-humidify)
Proses pemanasan dan penurunan kelembaban adalah proses ini udara
mengalami pendinginan dahulu sampai temperatur dibawah titik embun udara,
pada temperatur ini udara mengalami pengembunan sehingga kandungan uap
air akan berkurang kemudian udara dilewatkan kepemanas sehinggan
temperatur akan meningkat. Pada proses ini terjadi penurunan kelembaban,
TWb, kelembaban relatif tetapi terjadi kenaikan Tdb. Garis prosesnya adalah
garis ke arah kanan bawah, lihat Gambar 2.15.
Gambar 2.15 Proses pemanasan dan penurunan kelembaban (Heating & De-humidify)
g. Proses pendinginan dan pelembaban (Cooling & Humidify)
Proses pendinginan dan pelembaban adalah proses ini melewatkan
udara pada ruangan semburan air yang temperaturnya lebih rendah dari
temperatur udara, tetapi lebih tinggi dari titik embun udara sehingga temperatur
akan mengalami penurunan dan rasio pelembaban akan mengalami
Gambar 2.16 Proses pendinginan dan pelembaban (Cooling & Humidify)
h. Proses pendinginan dan penurunan kelembaban (Cooling & De-humidify)
Proses pendinginan dan penurunan kelembaban adalah proses ini
dilakukan dengan cara melewatkan udara pada ruang semburan air dimana
temperatur lebih rendah dari udara sehingga terjadi penurunan kalor laten, lihat
Gambar 2.17.
2.1.7 Proses perlakuan udara yang terjadi pada mesin pengering handuk
Gambar 2.18 menyajikan proses-proses perlakuan udara yang terjadi
pada mesin pengering handuk. Udara dikondisikan melalui proses pendinginan
dan penurunan kelembaban (cooling and dehumidity) guna mendapatkan udara
yang diinginkan. Proses cooling and dehumidity ini terjadi pada evaporator.
Selanjutnya udara dialirkan melalui kompresor, kondensor dan heat exchanger
untuk mendapatkaan suhu udara yang diinginkan. Proses heating ini terjadi
pada komponen kompresor, kondensor dan heat exchanger. Setelah proses
heating udara dialirkan melewati handuk.
Gambar 2.18 Proses yang terjadi pada mesin pengering handuk.
Untuk menghitung laju pengeringan mesin pengering handuk dapat
dipergunakan Persamaan (2.2):
t m M
Pada Persamaan (2.2):
Ahmadsul Ameen (2003) membahas temuan investigasinya untuk
menentukan kelayakan pengeringan pakaian yang menggunakan panas dari
kondensor AC split gedung tinggi apartemen perkotaan. Pengujian dilakukan di
ruang pengering unit kondensasi, panas dari kondensor digunakan untuk
pengeringan pakaian. Pengeringan pakaian menggunakan panas dari kondensor
membutuhkan waktu sekitar 2 jam. Pengeringan kovensional memerlukan
waktu 2,5 jam dan pengeringan alami di dalam ruangan memerlukan waktu
lebih dari 6 jam. Laju pengeringan mesin pengering 0,424 kg / jam,
alami dalam ruangan 0,139 kg / jam. Hasil penelitian menunjukkan
mengembangkan mesin pengering AC cocok untuk iklim tropis lembab.
Michael Cochran a, Jared Goodnight a, Bruce Babin a, Steve Eckels,
(2008) menjelaskan tentang mesin pengering kondensasi dengan teknologi baru
untuk pengeringan pakaian. Untuk meningkatkan efisiensi mesin tersebut,
menggunakan permukaan unsur ment (STE) mengalirkan udara ke permukaan
pelat penukar panas kondensasi. STE digunakan untuk meningkatkan
dehumidifikasi dari aliran udara lembab dan mengurangi kelembaban yang
digunakan untuk pengeringan. Berdasarkan analisis model, STE prototipe telah
dibuat dan diimplementasikan ke dalam sistem pengering kondensasi. Rata-
rata efisiensi 0,616 kW h / kg kering menggunakan STE, dibandingkan dengan
pengering konvensional 0,643 kW h / kg .
Driussi, Diego. (2009) menjelaskan tentang mesin pengering pakaian
yang menggunakan panas pompa. Khususnya pengaturan pompa panas yang di
gunakan untuk menurunkan kelembaban dari udara yang di gunaakan untuk
pengeringan. Bagian-bagian yang digunakan untuk mengatur pompa panas
terdiri dari sejumlah sirkuit atau lintasan loop tertutup yang terpisah.
Masing-masing bagian terdiri dari setidaknya kompresor, evaporator, pipa kapiler dan
kondensor.
Ah Bing Ng, Shiming Deng, (2008) menjelaskan tentang studi
pengembangan metode control untuk pengeringan, menggunakan pemodelan
mathematical dan pendekatan eksperimental. Model pengeringan dalam
berdasarkan teori pengeringan. Percobaan ini menggunakan kain katun. Sebuah
trobosan baru metode pngeringan menggunakan kontrol konten keseimbangan
kelembaban di udara lingkungan. Efektivitas dari metode ini telah di uji oleh
kedua pendekatan eksperimental dan modeling. Hasil dari evaluasi telah
menunjukkan bahwa metode ini bisa diterapkan dan dapat menghemat energi.
James P. Carow, Moeed Mukhtar, Jurij Paderno dan Paolo Spranzi.
(2014) menjelaskan tentang mesin pengering laundri dengan sistim pompa
panas yang terdiri dari drum yang berputar, blower pemanas dan satu siklus
refrigeran yang berada dalam satu rangkaian mesin pengering. Di dalam mesin
pengering ini juga dipasang dua sensor suhu yang ditempatkan pada saluran
udara untuk proses pengeringan. Sensor tersebut digunakan untuk
mengendalikan mesin pengering. Mesin pengering ini dibuat dengan mesin
32
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Alat dan Bahan Penelitian
Alat penelitian yang digunakan adalah mesin pengering handuk buatan
sendiri dengan benda uji handuk berbahan katun. Ukuran dari lemari pengering
150cm x 90cm x 156cm dan ukuran mesin pengering 176cm x 81cm x 60cm.
Gambar 3.1 memperlihatkaan skematik alat yang digunakan saat penelitian.
Keterangan :
a Evaporator I Gas LPG
b Kompresor J Pemanas air
c Kondensor K Kompor gas
d Pipa kapiler L Selang masuk pemanas air
e Kipas M Selang masuk heat exchanger
f Lemari N Pompa air
g Heat exchanger o Bak penampungan air
h Handuk P selang keluar heat exchanger
3.2 Variasi Penelitian
Variasi penelitian dilakukan terhadap kondisi awal handuk sebelum
dikeringkan (a) peras tangan dan (b) peras mesin cuci. Variasi dengan peras
tangan dan peras mesin cuci dengan jumlah handuh 20 handuk. Penelitian
dilakukan sebanyak 4 kali percobaan pada masing-masing variasi penelitian,
guna untuk mendapatkan hasil karakteristik pengeringan handuk yang baik.
Gambar 3.2 menunjukkan bahan yang dijadikan benda penelitian terbuat dari
Gambar 3.2 Handuk bahan katun.
3.3 Alat dan Bahan Pembuata Mesin Pengering Handuk
Dalam proses pembuatan mesin pengering handuk ini diperlukan alat
dan bahan diantara lain:
3.3.1 Alat
a. Gergaji kayu
Gergaji kayu digunakan untuk memotong kayu. Pemotongan kayu
dimana kayu tersebut digunakan untuk membuat rangka utama peletakan mesin
b. Bor dan cutter
Bor digunakan untuk membuat lubang. Pembutan lubang dilakukan
untuk dapat memasukkan kabel kedalam ruang mesin. Cutter digunakan untuk
memotong plat triplek, lakban dan styrofoam kasing mesin pengering handuk.
c. Obeng dan kunci pas ring set
Obeng diguna untuk memasang dan mengencangkan baut. Obeng yang
digunakan adalah obeng (-) dan obeng (+). Kunci pas ring set digunakan untuk
mengencangkan dan mengendorkan baut.
d. Meteran dan mistar
Meteran digunakan untuk mengukur panjang suatu benda. Dalam
proses pembuatan rangka, meteran banyak digunakan untuk mengukur panjang
kayu rangka dan plat triplek. Sedangkan mistar digunakan untuk mengukur
panjang dari suatu benda seperti styrofoam dan busa.
e. Lakban dan lem aibon
Lakban digunakan untuk menutup cela-cela sambungan triplek.
Sedangkan lem aibon digunakan untuk merekatkan busa dengan rangka kayu.
f. Tang kombinasi
Tang kombinasi digunakan untuk memotong, menarik dan mengikat
g. Tube cutter
Tube cutter merupakan alat pemotong pipa tembaga. Agar hasil
potongan pada pipa lebih baik serta dapat lebih mudah proses pengelasan.
h. Tube expander
Tube expander atau pelebar pipa berfungsi untuk mengembangkan
ujung pipa tembaga agar antar pipa dapat tersambung dengan baik.
i. Gas las Hi-cook
Peralatan las digunakan untuk menyambung pipa kapiler dan
sambungan pipa-pipa tembaga komponen mesin pengering lainnya.
j. Bahan las
Bahan las yang digunakan dalam penyampungan pipa kapiler
menggunakan perak, kawat las kuningan dan borak. Borak berfungsi untuk
menyambung antara tembaga dan besi. Penggunaan borak sebagai bahan
tambahan bertujuan agar sambungan pengelasan lebih merekat.
k. Metil
Metil adalah cairan yang berfungsi untuk membersihkan
saluran-saluran pipa kapiler. Dosis pemakaian yaitu sebanyak satu tutup botol metil.
l. Pompa vakum
Pompa vakum digunakan untuk mengosongkan gas-gas yang terjebak
di sistem mesin pengering pakaian, seperti udara dan uap air. Hal ini
air yang berlebihan pada sistem pendinginan dapat membeku dan menyumbat
filter atau pipa kapiler.
3.3.2 Bahan
Bahan atau komponen yang digunakan dalam proses pembuatan tempat
mesin pengering handuk antara lain:
a. Plat triplek
Plat triplek pada Gambar 3.3 digunakan sebagai casing luar mesin
pengering handuk. Pemilihan plat triplek sebagai kasing dikarenakan mudah
dibuat dan tidak menghantarkan panas.
Gambar 3.3 Plat triplek
b. Styrofoam
Styrofoam seperti yang disajikan pada Gambar 3.4 digunakan sebagai kasing
dalam, dengan tebal 20mm. Menggunakan styrofoam dikarenakan matrial ini yang
Gambar 3.4 Styrofoam.
c. Busa
Busa seperti yang disajikan pada Gambar 3.5 berfungsi untuk
meminimalir kebocoran udara dan temperatur ke luar ruangan. Dalam
penelitian ini busa digunakan untuk menutup cela-cela udara pada mesin
penggering handuk dan digunakan juga untuk melapisi pintu mesin pengering
handuk.
d. Lakban dan lem aibon
Lakban digunakan untuk menutupi celah-celah sambunga antara kayu
dan triplek. Sedangkan lem aibon digunakan untuk merekatkan styrofoam dan
busa pada permukaan triplek ataupun seng.
e. Balok kayu
Balok kayu seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3.6 digunakan
sebagai rangka alas mesin peengering pakaian. Pemilihan balok kayu ini
dikarenakan balok kayu yang harganya murah dan kuat untuk menahan beban
komponen mesin pengering handuk.
Gambar 3. 6 Balok kayu
f. Besi siku L dan berlubang
Besi siku dan berlubang digunakan sebagai rangka penyangga hanger
g. Roda
Roda digunakan untuk membantu atau memudahkan pada saat
memindahkan mesin pengering handuk dari satu tempat ke tempat yang lain.
h. Kawat
Kawat disini digunakan untuk mengikat rangka peletakan hanger serta
menyilang pada keempat ujung cantolan hanger, guna mendapatkan posisi
cantolan hanger yang seimbang.
i. Kompresor
Kompresor seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3.7 merupakan unit
yang berfungsi untuk mensirkulasikan refrigeran ke pipa-pipa mesin pengering
handuk dengan cara menghisap dan mempompakan refrigeran. Jenis
kompresor yang digunakan adalah kompresor rotari dengan daya 1/2 HP,
tegangan yang digunakan 220V dan arus yang bekerja sebesar 2 A.
j. Kondensor
Kondensor seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3.8 merupakan
suatu alat penukar kalor yang berfungsi untuk mengkondensasikan refrigeran
dari fase uap menjadi zat cair. Untuk mengubah fase dari uap menjadi cair ini
membutuhkan suhu lingkungan yang lebih rendah agar terjadi pelepasan kalor
ke lingkungan kondensor. Jenis kondensor yang digunakan pada penelitian ini
merupakan jenis pipa bersirip, pipa yang digunakan berbahan tembaga dan
sirip bahan aluminium. Ukuran dari kondensor yang digunakan adalah 65,7 cm
x 2 cm x 50 cm dengan diameter pipa luar 10 mm, dan jumlah lintasan
sebanyak Sembilan.
k. Pipa kapiler
Pipa kapiler seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3.9 adalah alat
yang berfungsi untuk menurunkan tekanan refrigeran dari tekanan tinggi ke
tekanan redah sebelum masuk ke evaporator. Ketika refrigeran mengalami
penurunan tekanan, temperatur refrigeran juga mengalami penurunan. Panjang
pipa kapiler yang digunakan 60 cm dengan diameter luar 0,3 cm.
Gambar 3.9 Pipa kapiler.
Sumber : http://1.bp.blogspot.com/-ttGC2E17Cf4/UPQ6dYB-slI/AAAAAAAACBQ/fc4pCj Bdmhg/s1600/pipa_kapiler.jpg.
l. Evaporator
Evaporator merupakan unit yang berfungsi untuk menguapkan
refrigeran, yang sebelumnya di fase cair menjadi gas sebelum refrigeran masuk
kompresor. Jenis evaporator yang digunakan merupakan jenis pipa bersirip
dengan bahan pipa tembaga serta sirip berbahan alumunium, ukuran dari
evaporator adalah 62 cm 1,3 cm 45 cm dengan diameter luar pipa 7 mm
Gambar 3.10 Evaporator.
m. Filter
Filter seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3.11 merupakan alat
yang berfungsi menyaring kotoran agar tidak terjadi penyumbatan pada pipa
kapiler, seperti kotoran akibat korosi, serbuk-serbuk sisa potongan dan uap air.
Filter yang digunakan memiliki panjang 70 mm dan diameter 19 mm dengan
bahan tembaga.
Gambar 3.11 Filter
n. Refrigeran
Refrigeran adalah gas yang digunakan sebagai fluida pendingin.
sekitar. Jenis gas refrigeran yang digunakan dalam penelitian ini adalah R 134a
Gambar 3.12.
Gambar 3.12 Tabung gas refrigeran 134a.
Sumber : http://img.hisupplier.com/var/userImages/2008-04/10/mehree_133919.jpg
o. Kipas
Kipas digunakan untuk menghisap udara dari lingkungan dan
mensirkulasikan udara kering ke lemari pengering hasil proses dehumidifikasi.
Kipas yang digunakan sebanyak dua buah dengan ukuran diameter 38 cm,
Gambar 3.13 Kipas
p. Pressure Gauge
Pressure gauge digunakan untuk mengukur tekanan refrigeran
dalam sistem pendinginan baik dalam saat pengisian maupun pada saat
beroprasi. Pada pressure gauge terdapat dua alat ukur tekanan, yaitu tekanan
hisap kompresor dan tekan keluar kompresor terlihat pada Gambar 3.14.
r. Water heater
Water heater yang digunakan dalam penelitian ini di gunakan untuk
memanaskan air yang disalurkan ke heat exchanger. Jenis water heater yang
digunakan adalah gas water heater dengan LPG sebagai sumber energinya
Gambar 3.15.
Gambar 3.15 Water heater
s. Kompor
Dalam penelitian, kompor yang digunakan berjenis high pressure.
kompor digunakan untuk memanaskan water heater sehingga air yang
mengalir meningkat suhunya.
t. Pompa
Pompa digunakan untuk mensirkulasikan air dari penampungan air
menuju heat exchanger. Jenis pompa yang digunakan dalam penelitian adalah
u. LPG
LPG dalam penelitian ini digunakan sebagai bahan bakar untuk
meningkatkan suhu air ketika air melewati water heater.
v. Selang
Dalam penelitian ini selang digunakan untuk mengalirkan fluida dari
pompa menuju ke water heater, kemudian dari water heater menuju heat
exchanger. Ukuran selang yang digunakan berdiameter ½ inch.
3.3.3 Alat Bantu Penelitian
Dalam proses pengambilan data diperlukan alat bantu penelitian
sebagai berikur :
a. Pengukur suhu digital dan termokopel
Termokopel berfungsi untuk mengukur perubahan suhu atau temperatur
pada saat pengujian. Cara kerjanya pada ujung termokopel diletakkan
(ditempelkan atau digantung) pada bagian yang akan diukur, maka suhu akan
tampil pada layar penampil suhu digital Gambar 3.16. Dalam pelaksanaannya
Gambar 3.16 Termometer digital dan termokopel.
b. Stopwatch
Stopwatch digunakan untuk mengukur waktu yang digunakan untuk
pengujian. Waktu yang dibutuhkan setiap pengambilan data yaitu 15 menit.
c. Timbangan digital
Timbangan digital digunakan untuk mengukur berat handuk basah dan
berat handuk kering dalam pengujian. Gambar 3.17 menunjukkan timbangan
yang digunakan memiliki kapasitas 30 kg dengan ketelitian 5 g .
d. Termometer bola basah dan termometer bola kering
Termometer bola kering digunakan untuk mengukur suhu kering udara.
Sedangkan suhu udara bola basah digunakan untuk mengukur suhu udara basah
yang melewati termometer.
f. Alat ukur tekanan (Pressure Gauge)
Pressure Gauge digunakan dalam penelitian untuk mengukur tekanan
refrigeran dalam sistem kompresi uap. Terdapat dua alat ukur tekanan, yaitu
tekanan hisap kompresor dan tekan keluar kompresor.
e. Tang ampere
Digunakan untuk mengetahui arus yang bekerja pada mesin pengering
handuk terlihat pada Gambar 3.18.
Gambar 3. 18 Tang ampere
3.4 Tata Cara Penelitian
Alur penelitian mengikuti alur penelitian seperti diagram alir yang
tersedia pada Gambar 3.19.
Gambar 3.19 Diagram alir untuk penelitian. Pengambilan data
Pengolahan, analisis data / pembahasan, kesimpulan dan saran
Selesai
Penambahan heat exchanger Pemvakuman dan pengisian refrigeran
R-134a pada mesin dehumidifier
Uji
Perancangan mesin pengering handuk
Persiapan alat dan bahan
Pembuatan mesin pengering handuk Mulai
Baik
3.4.2 Pembuatan Mesin Pengering Handuk
Langkah-langkah yang harus dilakukan dalam pembuatan mesin
pengering handuk seperti pada gambar 3.20, yaitu :
a. Merancang bentuk model pengering handuk.
b. Membuat rangka mesin pengering dan lemari pengering.
c. Memasang papan kayu (triplek) sebagai alas komponen, seperti : evaporator,
kipas, kompresor, dan kondensor.
Gambar 3.20 Pemasangan rangka mesin pengering handuk.
d. Pemasangan tampungan air dari evaporator dan pemasangan kipas.
e. Pemasangan komponen yang terdiri dari evaporator, kondensor, kompresor,
dan filter.
f. Pemasangan pipa kapiler, pipa-pipa tembaga dan pengelasan sambungan
antar pipa.
h. Pemasangan pintu.
i. Kemudian pemasangan komponen kelistrikan dan perkabelan mesin
pengering.
j. Pembuatan lemari pengering handuk.
k. Pemasangan heat exchanger.
l. Pembuatan dan pemasangan rangka peletakan hanger.
3.4.3 Proses Pengisian Refrigeran R-134a
Sebelum pengisian refrigeran diperlukan beberapa proses yaitu proses
pemetilan dan pemvakuman agar mesin pengering dapat digunakan dengan
baik. Proses pemvakuman berarti pengkosongan atau menghampakan sistem
kompresi uap dari udara dan gangguan karena udara tidak dapat diembunkan
pada suhu dan tekanan refrigeran. Proses pemetilan berfungsi untuk
membersihkan saluran dalam sistem kompresi uap dari kotoran yang
menempel pada saluran agar sistem dapat berjalan dengan baik.
Untuk melakukan pengisian refrigeran pada mesin pengering handuk
diperlukan beberapa langkah sebagai berikut :
a. Pasang salah satu ujung selang pressure gauge pada katup pengisian
pressure gauge, kemudian ujung lainnya dihubungkan pada katup tabung
Gambar 3.21 Katup pengisian refrigeran.
b. Hidupkan kompresor dan buka keran pada katup tabung pada refrigeran
pelan-pelan hingga tekanan pada high pressure gauge mencapai tekanan
yang diinginkan, kemudian tutup keran pada katup tabung refrigeran.
c. Setelah refrigeran terisi kedalam sistem siklus kompresi uap, lepaskan
selang pressure gauge. Pemeriksaan kebocoran dalam sistem dilakukan
dengan bantuan busa sabun, pemeriksaan dilakukan pada lubang katup
pengisian dan sambunga pipa-pipa.
3.5 Skematik Pengambilan Data
Pemasangan alat ukur pada mesin pengering handuk dan alur udara
Gambar 3.22 Skematik pengambilan data
Keterangan Gambar 3.22 skematik mesin pengering handuk:
a. Termokopel (Tin)
Suhu udara bola kering sebelum masuk mesin pengering.
b. Termokopel (T1)
Suhu udara bola kering setelah melewati evaporator.
c. Termokopel (T2)
Suhu udara bola kering setelah melewati kompresor.
d. Termokopel (T3)
Suhu udara bola kering setelah melewati kondensor.
Suhu udara bola kering setelah melewati heat exchanger atau suhu udara
bola kering masuk ruang pengering.
f. Termokopel (Tout)
Suhu udara bola kering setelah keluar dari ruang pengering.
g. Termometer bola basah (Twin)
Suhu udara bola basah sebelum masuk mesin pengering.
h. Termometer bola basah (Twout)
Suhu udara bola basah setelah keluar dari ruang pengering.
3.5.1 Cara Pengambilan Data
Langkah-langkah yang dilakukan untuk mendapatkan data yaitu
sebagai berikut:
a. Penelitian dilakukan di Laboratorium Universitas Sanata Dharma pada
musim hujan. Perubahan suhu sekitar dan kelembaban dalam penelitian ini
diabaikan, karena suhu udara sekitar dan kelembabannya berubah-ubah
sesuai cuaca.
b. Memastikan bahwa termokopel sudah dikalibrasi.
c. Memeriksa kipas bekerja dengan baik serta saluran pembuangan air hasil
kondensasi udara tidak tersumbat.
d. Alat bantu penelitian diletakkan pada tempat yang sudah ditetapkan.
e. Menghidupkan mesin pengering handuk, kipas 1 dan kipas 2.
f. Mencatat massa hanger. Selanjutnya timbang dan catat massa kering
g. Menutup semua celah-celah dengan busa dan menutup semua pintu lemari
pengering. Tunggu hingga beberapa saat agar mesin pengering handuk
mencapai suhu kerja yang stabil.
h. Membasahi dan memeras handuk, kemudian timbang dan catat massa
handuk basah (MHB).
i. Mengecek tekanan (P1&P2) dan arus, kemudian tutup semua pintu.
j. Data yang harus dicatat setiap 15 menit, antara lain:
MHBt : Massa handuk basah saat t ,(kg).
k. Hasil dari data yang diperoleh kemudian dijumlahkan hasil dari kalibrasi
Tabel 3.1 Tabel yang digunakan dalam pengambilan data.
3.5.2 Cara Menganalisis dan Menampilkan Hasil
Cara yang digunakan untuk menganalisis hasil dan menampilkan hasil,
sebagai berikut:
a. Data yang diperoleh dari penelitian dimasukkan dalam Tabel 3.1. Kemudian
hitung rata-rata dari 4 kali percobaan setiap variasi.
b. Setelah mendapatkan rata-rata, kemudian menghitung massa air yang
menguap dari handuk (M1) setiap variasinya. Massa air yang menguap dari
handuk (M1) dapat dihitung dengan Persamaan (3.1):
M1 = MHB-MHK (3.1)
Pada permasamaan (3.1):
M1 = Massa air yang menguap dari handuk (kg)
MHB = Massa handuk basah (kg)
MHK = Massa handuk kering (kg)
c. Mencari suhu kerja evaporator dan suhu kerja kondensor dengan
menggunakan P-h diagram, satuan tekanan refrigeran P1 dan P2 terlebih
dahulu dikonversi dari Psig ke Mpa.
d. Mencari kelembaban spesifik udara setelah melewati evaporator (wF),
kelembaban spesifik udara setelah keluar dari ruang pengering (wH) dengan
menggunakan psychometric chart.
e. Setelah mengetahui kelembaban spesifik udara setelah melewati evaporator
(wF) dan kelembaban spesifik udara setelah keluar dari ruang pengering
(wH), kemudian dapat dihitung massa air yang berhasil diuapkan (Δw) tiap
variasi. Massa air yang berhasil diuapkan (Δw) dapat dihitung dengan
menggunakan Persamaan (3.1).
f. Menghitung laju pengeringan (M2), dapat dihitung dengan cara perbedaan
massa air (Δm) dibagi dengan perbedaan waktu (Δt). Untuk dapat
menghitung laju pengeringan (M2) dapat menggunakan Persamaan (2.2).
g. Kemudian dapat menghitung laju aliran massa udara pada mesin pengering
handuk (mudara) setiap variasi. Laju aliran massa udara (mudara) dapat
dihitung dengan laju pengeringan mesin pengering handuk (M2) dibagi dengan massa air yang berhasil diuapkan (Δw). Laju aliran massa udara
(mudara) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.3).
h. Untuk memudahkan pembahasan, hasil perhitungan proses pengeringan,
maka digambarkan dalam grafik. Pembahasan dilakukan terhadap grafik
3.5.3 Cara Mendapatkan Kesimpulan
Dari analisis yang sudah dilakukan akan diperoleh hasil kesiimpulan.
Kesimpulan merupakan inti dari hasil analisis penelitian. Kesimpulan harus
