MESIN PENGERING PAKAIAN SISTEM TERTUTUP DENGAN MENGGUNAKAN DAYA LISTRIK 1122 WATT

i SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana Teknik Mesin

Oleh ARDI PRABOWO

NIM : 135214087

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2017

ii

FINAL PROJECT

As Partical Fulfillment Of The Requirement

To Obtain The Sarjana Teknik Degree In Mechanical Engineering

By

ARDI PRABOWO

NIM : 135214087

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2017

MESIN PENGERING

PAKAIAN

SISTEM TERTUTUP DENGAN

TmNGGUNAKAN DAYA

LTSTRTK

ttzzWATT

Telah disetujui oleh :

Dosen Pembimbing

w

k. PK Purwadi, M.T.

MESII\

PENGERING

PAKAIAN

SISTEM TERTUTUP DENGAN

MENGGUNAKAN DAYA LISTRIK

II22

WATT

Dipersiapkan dm disusun oleh :

ARDIPRABOWO

NIM:

135214087

Telah dipertahankan dihadapan Dewan Penguji Skripsi Fakultas Sains dan Teknologi

Dekan,

,r,b/-,

i Mungkasi, Ph.D.

i2017

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dhanna

PERIIYATAAN

KEASLIAN KARYA

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Skripsi ini tidak terdapat karya

yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan

di

suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapatkarya atau pendapatyang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

i2017 Yogyakarta,20 Ju

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI

KARYA

ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN

AKADBMIS

Yang bertanda tangan

di

bawah

Dharma:

Nama

: Ardi Prabowo

Nomor Mahasiswa : 135214087

ini, saya mahasiswa Universitas Sanata

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul :

Mesin Pengering Pakaian Sistem Tertutup Dengan Menggunakan Energi Listrik

ll22Watt

Beserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikian saya memberikan

kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan

dalam bentuk media yang lain, mengelolanya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Jantari2017

vii

ABSTRAK

Dewasa ini kebutuhan akan mesin pengeringan pakaian yang praktis sangat diperlukan untuk berbagai kalangan pada saat musim penghujan dan untuk di daerah perkotaan yang padat akan penduduk, polusi udara yang kotor, debu, asap pabrik dan keterbatasan ruang untuk mengeringkan pakaian. Tujuan dari penelitian ini adalah : (a) Merakit mesin pengering pakaian yang ramah lingkungan dengan mempergunakan mesin yang bekerja dengan siklus kompresi uap berkapasitas 20 pakaian. (b) Mengetahui lama waktu pengeringan pakaian untuk berbagai kondisi awal pakaian, (1) hasil peras tangan, (2) hasil peras mesin cuci, dengan menvariasikan jumlah fan udara balik.

Penelitian dilakukan di Laboratorium Perpindahan Panas Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Mesin pengering pakaian bekerja dengan siklus kompresi uap. Energi listrik yang digunakan untuk menggerakan kompresor dari mesin siklus kompresi uap, 2 kipas exhaust dengan daya 50 watt, 1 kipas untuk kondensor dengan daya 60 watt, untuk mengsirkulasikan udara. komponen utama mesin siklus kompresi uap adalah : kompresor, kondensor, pipa kapiler, evaporator dan peralatan tambahan filter dengan fluida kerja R134a. kompresor yang digunakan sebanyak 1 buah dengan daya kompresor berkisaran 1012 watt, sedangkan untuk ukuran komponen lain menyesuaikan dengan ukuran kompresor. Lemari pengering dirancang untuk kapasitas 20 pakaian, berukuran p x l x t : 120 cm x 60 cm x 130 cm, dengan sistem tertutup. Penelitian dilakukan dengan menvariasikan kondisi awal basah pakaian : (a) perasan tangan, (b) peras mesin cuci dan jumlah fan udara balik yang dipergunakan.

Mesin pengering pakaian sistem tertutup berhasil dibuat dan bekerja dengan baik. Untuk mengeringkan 20 pakaian hasil peras mesin cuci dengan menggunakan 2 fan udara balik, mesin pengering memerlukan waktu 70 menit. Untuk mengeringkan 20 pakaian hasil peras mesin cuci dengan menggunakan 1 fan udara balik, mesin pengering memerlukan waktu 90 menit, dan untuk mengeringkan 20 pakaian hasil peras tangan dengan menggunakan 2 fan udara balik, mesin pengering memerlukan waktu 150 menit.

viii

ABSTRACT

Nowdays, the need for a practice drying clothes machines are indispensable for various people during the rainy season, busy people in town , dirty air pollution, dust, pollution from factories and limited space for drying clothes. The purpose of this study are: (a) Assembling an eco-friendly clothes dryer machine using a machine that works with vapor compression cycle for 20 clothes capacity. (B) Determine the length of time drying clothes for different initial conditions clothes, (1) the results wring hands, (2) results wring washing machine, with vary the amount of return air fan.

The study was conducted at the Laboratory of Heat Transfer Mechanical Engineering Sanata Dharma University in Yogyakarta. Clothes dryer machine works with the vapor compression cycle. The electrical energy is used to drive the compressor of the vapor compression cycle engine, two exhaust fan with a power of 50 watts, 1 fan for the condenser with a power of 60 watts, for circulating the air.The main component of the vapor compression cycle engines are: compressor, condenser, capillary tube, evaporator and ancillary equipment filter with a fluid R134a. Compressors used as many as 1 piece, with power ranging compressor 1012 watts, while the size of the other components to adjust the size of the compressor. Drying cabinets are designed for a capacity of 20 clothing, size p x l x t: 120 cm x 60 cm x 130 cm, with a closed system. The study, conducted by to vary, the initial conditions of wet clothes: (a) a squeeze of the hand, (b) squeeze the washing machine and the amount of the return air fan is used.

Clothes dryers closed system, successfully created and worked well. To dry 20 results wring clothes washing machine using two return air fan, drying machine takes 70 minutes. To dry 20 results wring clothes washing machine by using one return air fan, drying machine takes 90 minutes, and to dry the clothes 20 results wring hands with two return air fan, drying machine takes 150 minutes. Keywords : Clothes Dryers, Closed System

LEMBAR PERNYATAAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK

PERSETUJUAN

KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di Nama

bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

: Ardi Prabowo Nomor Mahasiswa :135214087

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya

ilmiah

saya yang berjudul

:

MESIN

PENGERING PAKAIAN SISTEM TERTUTUP DENGAN MENGGI.INAKAN

DAYA LISTRIK

ll22

WATT beserta perangkat yang diperlukan (bila ada).

Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata

Dharma

hak

untuk menyimpan, me-ngalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta

ix

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur senantiasa kepada Tuhan Yang Maha Esa karena dengan limpahan rahmat yang telah diberikan-Nya sehingga penulis bisa menyelesaikan Skripsi dengan baik dan tepat pada waktunya.

Skripsi ini merupakan salah satu syarat yang wajib terpenuhi bagi mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta untuk memperoleh gelar sarjana S-1.

Penulis menyadari bahwa penyelesaian Skripsi ini melibatkan banyak pihak. Berkat bimbingan, nasihat, dan doa yang diberikan oleh berbagai pihak, penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini dengan baik. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

1. Sudi Mungkasi, Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta sekaligus sebagai Dosen Pembimbing Skripsi.

3. Wibowo Kusbandono, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik.

4. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma atas semua ilmu yang telah diberikan kepada penulis selama perkuliahan.

5. Seluruh staf pengajar dan karyawan Program Studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi yang telah membantu penulis selama perkuliahan hingga selesainya penulisan Skripsi ini.

6.

Wicaksono dan Mardiana sebagai orangtua, Dewi Wulandari, Mega Adisti, dan

Dhini Febrasari selaku saudara yang selalu membantu baik secara doa, moril, maupun materi selama penulis menempuh studi di Universitas Sanata Dharma.

7.

Teman-teman Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma yang selalu memberikan

saran dan masukan selama perkuliahan maupun pada saat penelitian.

B. Semua pihak yang tidak dapat

memberikan bantuan moril maupun ini berjalan dengan lancar.

penulis sebutkan satu persatu yang telah material sehingga proses penyelesaian Skripsi

Penulis menyadari bahwa Skripsi ini tidaklah sempurna, karena masih perlu banyak perbaikan sehingga kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca sangat diharapka demi penyempurnaan Skripsi ini di kemudian hari. Besar harapan penulis Skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun pembaca.

Yogyakarta,

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL ... i

TITLE PAGE ... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... iv

ABSTRAK ... vii

ABSTRAC ... viii

KATA PENGANTAR ... ix

DAFTAR ISI ... xi

DAFTAR GAMBAR ... xiv

DAFTAR TABEL ... xv DAFTAR GRAFIK ... ix BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1Latar Belakang ……… 1 1.2Rumusan Masalah………. 2 1.3Tujuan Penelitian……….. 2 1.4Batasan Masalah………... 3

xii

1.5Manfaat Penelitian……….... 3

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA……….. 4

2.1Dasar Teori……….... 4

2.1.1Metode-metode dalam Pengeringan Pakaian……….. 4

2.1.2Dehumidifier……… 7

2.1.3Parameter Proses Pengerinngan (Dehumidifier)…………. 9

2.1.4Psychometric Chart………. 11

2.1.5Siklus Kompresi Uap………... 15

2.1.6Komponen Utama pada Mesin Siklus Kompresi uap…….. 18

2.1.7Prosres-proses yang terjadi pada saat Pengeringan………. 20

2.2Tinjan Pustaka……….. 21

BAB III METODE PENELITIAN………. 24

3.1Alat dan Bahan Penelitian……… 24

3.2Alat dan Bahan Pembuat Mesin Pengering Pakaian……… 25

3.2.1Alat……….. 25

3.2.2Bahan……….. 27

3.2.3Alat Bantu dalam Penelitian………... 33

3.3Tata Cara Penelitian………. 34

3.3.1Alur Pelaksanaan Penelitian……… 34

3.3.3Proses Pembuatan Mesin Pengering Pakaian……….. 35

3.3.4Proses Mengisikan Refrigerant……… 37

3.3.4Skematik Pengambilan Data……… 39

3.3.5Langkah-langkah Pengambilan Data………... 40

3.4Cara Menganalisis dan Menampilkan Hasil………. 42

3.5Cara Mendapatkan Kesimpulan……… 43

BAB IV HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 4.1Data Hasil Penelitian ………... 44

xiii

4.3Pembahasan ………. 55

BAB V KESIMPULAN DAN PEMBAHASAN 5.1Kesimpulan ………. ….. 58

5.2Saran ………... 58

DAFTAR PUSTAKA ………... 60

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Pengeringan pakaian menggunakan panas matahari……… 5

Gambar 2.2 Mesin pengeringan pakaian dengan gaya sentrifugal………….. 5

Gambar 2.3 Mesin Pengeringan Pakaian Menggunakan Gas LPG…………. 6

Gambar 2.4 Mesin Pengering Pakaian Menggunakan Elemen Pemanas……. 6

Gambar 2.5 Refrigerant Dehumidifier………. 8

Gambar 2.6 Desiccant Dehumidifier……… 9

Gambar 2.7 Hygrometer………... 10

Gambar 2.8 Psychometric Chart……….. 12

Gambar 2.9 Skematik Psychometric chart………... 14

Gambar 2.10 Skematik Mesin Yang Bekerja Dengan Siklus Kompresi Uap... 15

Gambar 2.11 Diagram P-h Siklus Kompresi Uap………. 16

Gambar 2.12 Diagram T-s Siklus Kompresi Uap………. 16

Gambar 2.13 Proses-proses yang terjadi pada mesin pengering pakaian…….. 20

Gambar 3.1 Skematik mesin pengering pakaian……… 24

Gambar 3.2 Pakaian (baju kaos)……… 24

Gambar 3.3 Papan dan Triplek……….. 27

Gambar 3. 4 Kompresor Rotari………. 28

Gambar 3.5 Kondensor jenis Sirip………. 28

Gambar 3.6 Pipa Kapiler……… 29

Gambar 3.7 Evaporator Sirip………. 29

Gambar 3.08 Filter………. 30

Gambar 3.9 Refrigeran……….. 30

Gambar 3.10 Kipas Angin Partisi………. 30

Gambar 3.11 Pressure Gauge……… 31

Gambar 3.12 Termokopel dan Penampil Suhu Digital……….. 31

Gambar 3.13 Hygrometer……….. 32

xv

Gambar 3.15 Anemometer………. 33

Gambar 3.16 Timbang Digital………... 33

Gambar 3.17 Clamp meter……….. 33

Gambar 3.18 Skematik diagram alur penelitian………. 34

Gambar 3.18 Pemasangan komponen……… 35

Gambar 3.19 Proses Pemotongan………... 35

Gambar 3.20 Proses pemasangan pintu………... 36

Gambar 3.21 Proses Pengecatan……….. 36

Gambar 3.22 Proses Pengisian Refrigeran………... 38

Gambar 3.23 Skematik Pengambilan Data……….. 39

Gambar 4.1 Diagram P-h siklus kompresi uap……….. 49

Gambar 4.2 Suhu Kerja Eaporator (Tevap) dan Kondensor (Tkond)……… 50

Gambar 4.3 Psychometric Chart menit ke 150 variasi peras mesin cuci dengan 2 an ………. 52

Gambar 4.4 Berat pakaian saat pengeringan dilemari pengering……….. 56

xvi

DFTAR TABEL

Tabel 3.1 Tabel Pengambilan Data……… …... 41 Tabel 3.2 Lanjutan Tabel Pengambilan Data………. …... 42 Tabel 4.1 Data untuk hasil rata-rata peras mesin cuci 2 fan untuk 20

Pakaian……….. 44

Tabel 4.1 Lanjutan Data untuk hasil rata-rata peras mesin cuci 2 fan

untuk 20 pakaian……… 45 Tabel 4.2 Data untuk hasil rata-rata peras mesin cuci 1 fan untuk 20

Pakaian……….. 45

Tabel 4.2 Lanjutan data untuk hasil rata-rata peras mesin cuci 1 fan

untuk 20 pakaian………..……….. 45 Tabel 4.3 Data untuk hasil rata-rata peras tangan 2 fan untuk 20

pakaian……… 46 Tabel 4.3 Lanjutan data untuk hasil rata-rata peras tangan 2 fan

untuk 20 pakaian……….. 46 Tabel 4.4 Data pengeringan 20 pakaian peras mesin cuci dengan jemur

Matahari……….. 47 Tabel 4.5 Data pengeringan 20 pakaian peras tangan dengan jemur

matahari………..……… 47 Tabel 4.6 Massa air yang menguap dari pakaian………... 48 Tabel 4.7 Data hasil perhitungan untuk 20 pakaian peras mesin cuci

dengan 2 fan………... 54 Tabel 4.8 Data hasil perhitungan untuk 20 pakaian peras mesin cuci

dengan 1 fan……….………... 54 Tabel 4.9 Data hasil perhitungan untuk 20 pakaian peras tangan

dengan 2 fan………... ………….. 54

xvii

ISTILAH PENTING

∆W Massa air yang berhasil diuapkan (kgair/kgudara)

WG Kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering (kg/kg) WF Kelembaban spesifik setelah melewati kondensor (kg/kg)

Tdb Dry-bulb Temperature (ᴼC) Twb Wet-bulb Temperature (ᴼC) Tdp Dew-point Temperature (ᴼC) W Specific Humidity (%) RH Relative Humidity (%) H Enthalpi (BTU)

SvP Volume Spesifik (m3/kgudara)

ṁair Kemampuan mesin pengering menguapkan massa air(kgair/jam) M1 Massa air yang menguap dari pakaian (kg)

Tevap Temperatur udara setelah evaporator (ᴼC) Tkomp Temperatur udara setelah kompresor (ᴼC) Tkomp Temperatur udara setelah kondensor (ᴼC) P1 Tekanan refrigeran pada evaporator (psi) P2 Tekanan refrigerant pada kondensor (psi) BPBA Berat pakaian basah awal (kg)

BPBS t Berat pakaian basah saat t (kg)

M1 Massa air yang menguap dari pakaian (kg) BPK Berat pakaian kering (kg)

V Tegangan (volt)

I Arus (ampere)

ρ Massa jenis (kg/m3) HP Horsepower (watts)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dewasa ini cuaca di bumi semakin tidak menentu, dan dapat mengakibatkan curah hujan yang tinggi untuk daerah tertentu. Untuk mengeringkan pakaian sangat bergantung pada panas matahari dan cuaca yang cerah. Akibat tidak menentunya cuaca yang cerah memaksa setiap orang menjemur pakaian mereka di dalam ruangan yang tertutup dan lembab.

Pelaku-pelaku usaha dalam bidang bisnis laundry, berlomba-lomba memberikan pelayanan yang baik dan cepat pada saat melakukan pelayanan di musim penghujan. Permasalahan tersebut, membuat orang menciptakan mesin pengering pakaian yang dapat bekerja di musim penghujan, hemat energi dan ramah lingkungan. Pada saat ini sudah dikenal beberapa jenis mesin pengering pakaian, pengeringan dengan memanfaatkan panas matahari, pengering menggunakan gas LPG, mesin pengering dengan menggunakan listrik. Namun ada kekurangan dan kelebihan sendiri untuk mesin pengering pakaian tersebut.

Kelebihan pengering dengan menggunakan panas matahari adalah ramah lingkungan, dan panas matahari yang didapatkan gratis, dapat menjemur pakaian dalam jumlah yang banyak tanpa batasan ruang, waktu yang dibutuhkan untuk mengeringkan pakaian yang banyak sama dan aman. Sedangkan kekurangnnya adalah tidak bisa mengeringkan pakaian pada saat hujan atau bergantung dengan cuaca, lamanya pada saat proses pengeringan dan keterbatasan waktu.

Sedangkan kelebihan untuk pengeringan pakaian menggunakan gas LPG, tidak terbatas oleh waktu, bisa dilakukan siang, sore, malam atau sepanjang waktu. Pengeringn menggunakan gas LPG tergolong sangat cepat dibandingkan pengeringan jenis lain. Adapun kekurangan pengeringan menggunakan gas LPG, pakaian yang dikeringkan menjadi lebih cepat rusak karena suhu kerja tinggi, kurang aman, harga alat yang mahal, pengoperasian yang masih manual dan bau gas yang rawan masuk

2

ke dalam ruang pengering pakaian. Hal ini pasti akan mengurangi kualitas hasil cucian yang dikeringkan.

Adapun kelebihan mesin pengering pakaian menggunakan listrik adalah tidak bergantung dengan cuaca, tidak terbatas oleh waktu bisa digunakan siang hari, malam, atau sesuai waktu yang di inginkan. Pakaian yag dikeringkan tidak berbau dan pada saat pemakaian tidak memiliki resiko yang tinggi. Kekurangan mesin pengering pakaian menggunakan listrik adalah borosnya listrik yang digunakan, dikarenakan besarnya daya yang digunakan oleh mesin.

Oleh karena latar belakang di atas penulis tertarik untuk melakukan penelitian mesin pengering pakaian dengan energi listrik yang mempergunakan siklus kompresi uap untuk mengetahui waktu pengeringan pakaian.

1.2 Rumusan Masalah

Dewasa ini diperlukan mesin pengering pakaian yang ramah lingkungan, praktis, aman dan bisa digunakan oleh semua kalangan mulai dari pengusaha laundry,

masyarakat umum hingga ibu rumah tangga. Sebuah mesin yang dapat bekerja tanpa melibatkan energi surya, agar ketika musim hujan tiba, mesin ini masih tetap dapat bekerja, sekaligus berperan penting menggantikan proses pengeringan pakaian dengan mempergunakan energi surya.

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitin mesin pengering pakaian ini adalah :

a. Merakit mesin pengering pakaian yang ramah lingkungan dengan mempergunakan mesin yang bekerja dengan siklus kompresi uap berkapasitas 20 pakaian.

b. Mengetahui lama waktu pengeringan pakaian untuk berbagai kondisi awal pakaian, (1) hasil peras tangan, (2) hasil peras mesin cuci, dengan variasi jumlah fan udara balik.

3 1.4 Batasan Masalah

Batasan-batasan yang diambil dalam penelitian ini :

a. Mesin pengering pakaian ini menggunakan mesin yang bekerja dengan mempergunakan sikus kompresi uap.

b. Mesin pengering pakaian yang digunakan ini menggunakan sistem tertutup. c. Mesin pengering pakain ini di peruntunkan untuk mengeringkan 20 pakaian. d. Pakaian yang digunakan dalam penelitian ini adalah pakaian jenis kaos. e. Mesin pengering pakaian bekerja dengan menggunakan tenaga listrik.

f. Kompresor yang digunakan berdaya 1 HP dan refrigeran yang digunakan pada jenis ini R134a.

g. Komponen lain seperti evaporator dan kondensor ukurannya menyesuaikan dengan besarnya daya kompresor 1 HP, pipa kapiler terbuat dari tembaga dengan diameter 0,032 inch dengan panjang 63 cm.

h. Untuk menghitung daya yang dipakai mesin pengering pakaian yaitu dengan menambahkan daya dari ketiga fan dengan daya mesin siklus kompresi uap (V.I). 1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah :

a. Menambah kasanah ilmu pengetahuan tentang mesin pengering pakaian sistem tertutup dengan mempergunakan mesin yang bekerja dengan siklus kompresi uap yang dapat ditempatkan diperpustakaan.

b. Dapat dipergunakan sebagai referensi bagi peneliti lain yang melakukan penelitian tentang mesin pengering pakaian, dengan energi listrik.

c. Diperolehnya teknologi tepat guna, berupa mesin pengering pakaian dengan energi listrik.

4

BAB II

DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

2.1.1 Metode-Metode Dalam Pengringan Pakaian

Seiring berkembangnya jaman banyak orang berlomba-lomba membuat trobosan baru dalam mengeringkan pakaian. Dewasa ini ada banyak metode-metode pengeringan pakaian baik secara alami maupun pengeringan menggunakan mesin pengering pakaian adapun pengeringan (a) menggunakan cahaya panas matahari, (b) pengeringan pakaian dengan gaya sentrifugal, (c) pengeringan pakaian menggunakan gas LPG, (d) mesin pengering pakaian menggunakan elemen pemanas, (e) pengeringan pakaian dengan metode dehumidifikasi. Berikut ini penjelasan metode pengering pakaian :

a. Pengeringan Pakaian Menggunakan Panas Matahari

Pengeringan pakaian menggunakan panas matahari ini sudah berlangsung sejak lama dan masih digunakan hingga saat ini. Pada proses ini panas yang dihasilkan matahari dapat menguapkan air yang berada pada pakain basah hingga pakaian menjadi kering terbebas dari air. Kelebihan pengeringan pakaian menggunakan panas matahari adalah ramah lingkungan, pengeringan pakaian gratis, pakaian dapat dikeringkan dalam jumlah yang banyak dan waktu yang dibutuhkan sama dalam mengeringkan pakaian dalam jumlah yang banyak. Adapun kekurangannya adalah tidak dapat mengeringkan pakaian pada saat cuaca hujan dan lama proses pengeringan pada saat cuaca mendung.

5

Gambar 2.1 pengeringan pakaian menggunakan panas matahari.

b. Pengeringan Pakaian dengan Gaya Sentrifugal dan Heater Pemanas

Metode pengeringan ini adalah dengan memanfaatkan gaya sentrifugal yang diberikan mesin untuk memisahkan air dari pakaian dan menggunakan panas dari

heater. Pakaian akan diputar dalam mesin pengering dengan kecepatan tertentu dari motor listrik dan dengan bersamaan itu heater menciptakan udara panas yang disirkulasikan di dalam drum dan membuat air yang berada di pakaian menguap. Putaran tinggi tersebut menimbulkan gaya sentrifugal yang mengakibatkan uap air terhempas keluar dari dalam mesin pengering, kemudian air yang terkumpul langsung keluar melalui pipa output. Tetapi pengeringan dengan metode ini tidak membuat pakaian siap disetrika pakaian perlu diangin-angninkan telebih dahulu sebelum siap disetrika, tetapi proses ini membantu pengeringan pada saat cuaca mendung atau cuaca hujan.

6

c. Mesin Pengeringan Pakaian Menggunakan Gas LPG

Pengeringan pakaian menggunakan gas LPG saat ini diketahui lebih cepat dalam mengeringkan pakaian dibandingkan dengan proses yang lain. Prinsip kerja metode pengerigan menggunakan gas LPG yaitu memanfaatkan panas yang dihasilkan dari gas LPG panas yang dihasilkan akan disirkulasikan menggunakan blower atau kipas untuk menguapkan air yang berada dipakaian dalam lemari pengering.

Gambar 2.3 Mesin Pengeringan Pakaian Menggunakan Gas LPG

d. Mesin Pengering Pakaian Menggunakan Elemen Pemanas

Secara umum proses pengeringan menggunakan elemen pemanas sama halnya dengan pengeringan metode lain yaitu panas yang diharapkan untuk menguapkan air yang berada pada pakaian proses pengeringan yang dilakukan pada metode ini adalah dengan cara memasukan udara panas menggunakan kipas ke dalam ruang lemari pengering sampai pakaian dalam lemari pengering menjadi kering seperti yang diharapkan.

7

e. Pengeringan Pakaian dengan Metode Dehumidifikasi

Mesin pengering pakaian ini bekerja dengan memanfaatkan proses dehumidifikasi dan udara panas yang disirkulasikan ke lemari. Udara diturunkan kelembabannya dan dipanaskan, kemudian disirkulasikan ke lemari. Akibat dari udara kering dan bersuhu tinggi pada ruangan, menimbulkan air dalam pakaian menguap. Selanjutnya udara lembab ini disirkulasikan kembali ke alat penurun kelembaban. Mesin pengering dengan metode dehumidifikasi di sebut dengan dehumidifier.

2.1.2 Dehumidifier

Dehumidifier adalah suatu alat untuk mengurangi kelembaban udara melalui proses dehumidifikasi. Proses dehumidifikasi merupakan suatu proses penurunan kadar air didalam udara menjadi udara kering. Dengan mengkondisikan udara didalam ruangan menggunakan proses dehumidifikasi kelembaban udara didalam ruangan dapat tercapai sesuai dengan tujuan.

Terdapat 2 metode dehumedifikasi dalam pengeringan udara. Pertama menggunakan metode (a) Refrigerant Dehumidifier, kedua menggunakan (b)

Desiccant Dehumidifier. Adapun penjelasan dari metode-metode dehumidifikasi adalah sebagai berikut:

a. Refrigerant Dehumidifier

Prinsip kerja refrigerant dehumidifier menggunakan sistem kompresi uap dimana evaporator berfungsi untuk menyerap uap air yang terdapat didalam udara sehingga udara menjadi kering, kemudian udara kering dilewatkan kondensor agar temperatur udara menjadi tinggi setelah melewati kondensor. Evaporator mampu menurunkan suhu udara sehingga terjadi kondensasi dimana uap air akan menetes kebawah dan tertampung pada wadah.

8

Gambar 2.5 Refrigerant Dehumidifier

b. Desiccant Dehumidifier

Desiccant Dehumidifier prinsip kerjanya berbandiing terbalik dengan dengan metode Refrigerant Dehumidifier. Dehumidifier ini menggunakan bahan penyerap kelembaban berupa liquid atau solid, seperti silica gel atau batu zeloit. Prinsip kerja

desiccant dehumidifier yaitu melewatkan udara lembab kebagian proses pada disc.

Disc dibuat seperti sarang lebah dan berisi bahan pengering (silica gel atau batu zeloit). Disc pada umumnya dibagi menjadi dua saluran udara yang dipisahkan oleh pembatas. Pada desiccant dehumidifier disc diputar perlahan-lahan menggunakan motor kecil selanjutnya uap air pada udara akan diserap oleh disc. Kemudian udara meninggalkan rotor dengan temperatur yang tinggi dan kering. Bersama dengan berputarnya disc pada bagian reaktivasi disirkulasikan udara panas dari hater.

Pemanasan pada bagian reaktivasi bertujuan meregenerasi disc bahan pengering. Kemudiain air yang terserap oleh disc bagian reaktivasi terlepas karna proses pemanasan dan heat exchanger bergantian menyerap uap air tersebut.

9

Gambar 2.6 Desiccant Dehumidifier

2.1.3 Parameter Proses Pengeringan (Dehumidifier)

Untuk mendapatkan proses pengeringan atau dehumidifikasi ada beberapa parameter yang harus dipenuhi, antara lain adalah (a) Kelembaban, (b) Suhu udara, (c) Aliran udara, (d) Kelembaban spesifik (ratio kelembaban), berikut penjelasan dari parameter diatas :

a. Kelembaban

udara menggambarkan kandungan uap air di udara yang dapat dinyatakan sebagai kelembaban mutlak dan kelembaban relatif maupun defisit uap air. kelembaban relatif membandingkan antara kandungan atau kandungan uap air aktual dengan keadaan jenuhnya atau pada kapasitas udara menampung uap air. Kapasitas udara untuk menampung uap air pada keadaan jenuh tergantung pada suhu udara defisit tekanan uap air adalah selisih antara tekanan uap air jenuh dengan tekanan uap aktual.

Kelembaban udara dapat dinyatakan sebagai kelembaban udara mutlak dan kelembaban relatif. Kelembaban mutlak adalah banyaknya air yang terkandung di dalam 1 kgudara. Kelembaban relatif merupakan persentase perbandingan jumlah air yang terkandung dalam 1 kg udara dengan jumlah air maksimal yang dapat terkandung dalam 1 kg udara tersebut. Kelembaban relatif menentukan kemampuan

10

udara pengering untuk menampung kadar air pakaian yang telah diuapkan. Semakin rendah kelembaban relatif maka maka semakin banyak uap air yang dapat diserap.

Gambar 2.7 Hygrometer

Alat yang digunakan untuk mengetahui tingkat kelembaban pada umumnya menggunakan hygrometer atau dengan menggunakan termometer bola basah dan termometer bola kering. Prinsip kerja dari hygrometer yaitu dengan menggunakan dua buah termometer. Termometer pertama dipergunakan untuk mengukur suhu udara kering dan termometer kedua untuk mengukur suhu udara basah. Pada termometer bola kering, tabung air raksa pada termometer dibiarkan kering sehingga akan mengukur suhu udara aktual. Sedangkan pada termometer bola basah, tabung air raksa diberi kain yang dibasahi agar suhu yang terukur adalah suhu saturasi atau titik jenuh, yaitu suhu yang diperlukan agar uap air dapat berkondensasi

b. Suhu Udara

Suhu udara adalah suatu ukuran untuk tingkat panas suatu benda, suhu suatu benda ialah keadaan yang menentukan kemampuan benda tersebut untuk mentransfer panas atau menerima panas dari satu benda ke benda lain. Distribusi suhu didalam atmosfer sangat bergantung terutama pada keadaan radiasi matahari. Oleh sebab itu suhu udara selalu mengalami perubahan. Suhu udara dinyatakan panas jika suhu udara pada tempat dan waktu tertentu melewati suhu dilingkungan sekitarnya dan begitu sebaliknya untuk suhu udara dingin.

11

Suhu udara sangat mempengaruhi laju pengerinngan suatu benda baik itu pakaian. Semakin besar perbedaan suhu udara pengering dan suhu pakaian maka laju perpindahan kalor akan semakin besar dan proses penguapan air yang terjadi juga meningkat. Agar pakaian yang dikeringkan tidak rusak maka suhu harus terus dikontrol setiap waktu pengeringan berlangsung.

c. Kelembaban spesifik (rasio kelembaban)

Kelembaban spesifik atau rasio kelembaban W adalah berat atau massa air yang terkandung dalam setiap kilogram udara kering, atau perbandingan antara massa uap air dengan massa udara kering. Dalam sistem dehumidifier semakin besar perbandingan kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengerig (WG) dengan kelembaban spesifik setelah melewati kondensor (WF), maka semakin banyak masa air yang akan diuapkan pada proses tersebut. Massa air yang berhasil diuapkan pada proses pengeringan dengan menggunakan siklus kompresi uap dapat dihitung dengan Persamaan (2.2) :

∆W = (WG – WF) (2.2) pada Persamaan (2.2) :

∆W = Massa air yang berhasil diuapkan (kgair/kgudara) WG = Kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering (kg/kg) WF = Kelembaban spesifik setelah melewati kondensor (kg/kg)

2.1.4 Psychometric Chart

Psychometric chart merupakan tampilan secara grafikal thermodinamik udara yaitu suhu, kelembaban, enthalpi, kandungan uap air dan volume spesifik. Dalam

Psychometric chart ini dapat langsung diketahui hubungan antara berbagai parameter udara secara cepat dan presisi. Untuk mengetahui nilai dari property m-properti ( Tdb, Twb, Tdp, W, RH, H, SpV ) bisa dilakukan apabila minimal dua buah parameter tersebut sudah diketahui. Contoh gambar dari Psychometric chart dapat dilihat pada Gambar 2.8 :

12 Ga mbar 2.8 Ps yc hom etri c C hart

13

Dari parameter-parameter udara Psychometric chart : (a) Dry-bulb Temperature (Tdb), (b) Wet-bulb Temperature (Twb), (c) Dew-point Temperature (Tdp), (d) Specific Humidity (W), (e) Relative Humidity (%RH), (f) Enthalpy (H), (g) Volume Spesifik (SpV). Berikut ini penjelasan dari parameter-parameter udara dalam

Psychometric chart chart yang digunakan sebagai acuan pada penelitian ini adalah

Psychometric chart yang disusun Carrier dengan mengacu pada kondisi atmosfir normal.

a. Dry-bulb Temperature (Tdb)

Tdb adalah suhu udara ruang yang diperoleh dari pengukuran slink psikrometer pada thermometer dengan bulb kering. Tdb diplotkan sebagai garis vertikal yang berawal dari garis sumbu mendatar yang terletak di bagian bawah chart. Tdb ini merupakan ukuran panas sensible, perubahan Tdb menunjukan adanya perubahan panas sensible.

b. Wet-bulb Temperature (Twb)

Twb adalah suhu udara yang diperoleh melalui pengukuran menggunakn slink slink psikrometer pada thermometer dengan bulb basah. Twb diplotkan sebagai garis miring kebawah yang berawal dari garis saturasi yang terletak dibagian samping kanan chart. Twb ini merupakan ukuran panas total (enthalpi), perubahan Twb menunjukan adanya perubahan panas total.

c. Dew-point Temperature (Tdp)

Tdp adalah suhu dimana udara mulai menunjukan pengembunan ketika didinginkan. Tdp ditandai sebagai titik sepanjang saturasi. Pada saat udara ruang mengalami saturasi (jenuh) maka besarnya Tdp sama dengan Twb demikian pula Tdp. Tdp merupakan ukuran dari panas laten yang diberikan dari system, adanya perubahan Tdp menunjukan adanya perubahan panas laten atau adanya perubahan kandungan uap air di udara.

14 d. Specific Humidity (W)

Specific Humidity (W) adalah jumlah kandungan uap air di udara yang diukur dalam satuan grains per pound udara. (7000 grains = 1 pound) dan diplotkan pada garis sumbu vertikal yang ada dibagian samping kanan chart.

e. Relative Humidity (%RH)

RH merupakan perbandingan jumlah actual dan jumlah maksimal (saturasi) dari uap air yang ada pada disuatu ruang atau lokasi tertentu. 100% RH berarti saturasi dan diplortkan menurut garis saturasi.

f. Enthalpi (H)

Enthalpi adalah jumlah panas total dari campuran udara dan uap air diatas titik nol. Dinyatakan dalam satuan BTU per pound udara. Harga enthalpi dapat diperoleh sepanjang skala diatas garis saturasi.

g. Volume Spesifik (SpV)

Volume Spesifik (SpV) adalah volume udara campuran dengan satuan meter kubik per kilogram udara kering, dapat juga dikatakan meter kubik udara kering atau meter kubik campuran per kilogram udara kering.

15 2.1.5 Siklus Kompresi Uap

Dari sekian banyak sistem-sistem refrigransi namun yang paling umum digunakan adalah refrigransi dengan siklus kompresi uap.Terdapat beberapa jenis refrigeran yang umum digunakan pada siklus kompresi uap, refrigeran yang umum banyak digunakan adalah R-11, R-12, R-21, R-22, R-502, dan R-134a.Pada saat ini refrigeran yang sering digunakan adalah R-134a dikarekan refrigeran jenis ini lebih ramah lingkunan. Siklus kompresi uap tersusun atas beberapa proses, yaitu: (a) proses kompresi, yang berlangsung di kompresor, (b) proses penurunan suhu dan kondensasi, yang berlansung dikondensor, (c) proses penurunan tekanan berlangsung di pipakapiler, dan (d) proses pendidihan yang berlangsung di evavporator. Pada proses siklus kompresi uap dapat ditambah proses pendinginan lanjut dan pemanasan lanjut. Berikut gambar yang menyajikan skematik mesin yang bekerja dengan siklus kompresi uap.

Gambar 2.10 Skematik Mesin Yang Bekerja Dengan Siklus Kompresi Uap Dalam siklus ini uap refrigeran bertekanan rendah akan dikompresi oleh kompresor sehingga menjadi uap refrigeran bertekanan tinggi, dan kemudian uap refrigeran bertekanan tinggi diembunkan menjadi cairan refrigeran bertekanan tinggi dalam kondensor. Kemudian cairan refrigeran tekanan tinggi tersebut tekanannya

a kompresor Pipa kapiler b c d kondensor evaporator Qout Qin Win

16

diturunkan oleh pipa kapiler agar cairan refrigeran tekanan rendah tersebut dapat menguap kembali dalam evaporator menjadi uap refrigeran tekanan rendah.

Gambar 2.11 Diagram P-h Siklus Kompresi Uap

Gambar 2.12 Diagram T-s Siklus Kompresi Uap

Q

out

Q

in

W

in

Q

in

Q

out

W

in

P

res

sur

e

Enthalpy

T

em

p

er

a

tu

re

Entropi

17

Di dalam siklus kompresi uap standar 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 entalpi (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) berlangsung pada tekanan yang konstan.

c. Proses (2a-3a) merupakan proses kondensasi

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 kondesnsor, 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 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.

18

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 yang tetap dan suhu konstan.

g. Proses (1a-1) merupakan proses pemanasan lanjut

Proses ini yang terjadi karena penyerapan kalor terus menerus pada proses (4-1a), maka refrigeran yang masuk ke kompresor berubah fase dari gas jenuh ke gas panas lanjut. Kemudian mengakibatkan kenaikan tekanan dan temperatur refrigeran.Dengan terjadinya proses pemanasan lanjut ini, menjadikan kompresor bekerja lebih ringan.

2.1.6 Komponen-komponen Utama pada Mesin Siklus Kompresi Uap

Pada umumnya mesin yang bekerja dengan siklus kompresi uap terdapat beberapa komponen yang paling penting yang membantu proses kerja siklus kompresi uap adapun komponen-komponennya: (a) kompresor yang berfungsi untuk menaikan tekanan den mensirkulasi refrigeran, (b) kondensor yang berfungsi untuk melepas panas ke udara luar, (c) pipa kapiler yang berfungsi untuk menurunkan tekanan, (d) evaporator yang berfungsi untuk menyerap kalor yang berada diruangan atau benda tertentu (e) filter yang berfungsi untuk menyaring kotoran yang berda didalam cairan refrigeran. Berikut penjelasan mengenai komponen-komponen mesin yang bekerja pada siklus kompresi uap:

a. Kompresor

Kompresor pada komponen ini berfungsi menaikan tekanan refrigeran dari tekanan rendah ke tekanan tinggi. Cara kerja kompresor adalah menghisap sekaligus memompa refrigerant sehingga terjadi sirkulasi refrigeran yang mengalir dari pipa-pipa mesin pendingin. Umumnya kompresor yang digunakan pada mesin pendingin adalah jenis hermetik. Konstruksi dari kompresor jenis ini menempatkan motor listrik dengan komponen mekanik menjadi satu rumah.

19 b. Kondensor

Kondensor sistem kerja komponen ini yaitu merubah fase refrigeran dari gas menjadi cair. Pada kondensor berlangsung dua proses utama yaitu penurunan suhu refrigeran dari gas panas lanjut ke gas jenuh dan proses dari gas jenuh ke cair jenuh. Proses pengembunan refrigeran dari gas jenuh ke cair jenuh berlangsung pada suhu yang tetap. Kalor yang dilepaskan kondensor dibuang keluar melalui permukaan sirip dan mengalir ke udara sekitar.

c. Pipa kapiler

Pipa kapiler adalah salah satu alat ekspansi, alat ekspansi ini mempunyai kegunaan yaitu untuk menurunkan tekanan refrigerant, menurunkan suhu sampai minus dan untuk mengatur aliran refrigeran ke evaporator. Cairan refrigeran yang memasuki pipa kapiler dan mengalir sehingga tekanannya berkurang akibat dari gesekan dan percepatan refrigerant. Diameter dan panjang pipa kapiler ditetapkan berdasarkan kapasitas pendinginan.

d. Evaporator

Evaporator adalah tempat terjadinya refrigeran berubah fase refrigeran dari gas menjadi cair. Pada saat proses memerlukan energi kalor, energi kalor diambil dari lingkungan sekeliling evaporator. Proses penguapan refrigeran pada evaporator belangsung pada suhu dan tekanan yang tetap.

e. Filter

Filter adalah alat penyaring kotoran yang melewati system pendinginm sehingga tidak menyumbat pipa kapiler yang akan dilewati refrigeran. Filtr juga akan menangkap uap air yang akan masuk kedalam sistem. Bentuk umum dari filter berupa tabung kecil dengan diameter antara 12-15 mm dan dengan panjang kurang dari 14-15 cm.

20

2.1.7 Prosees-proses yang Terjadi pada saat Pengeringan

Proses-proses yang terjadi didalam mesin pengering pakaian dapat dilihat pada Gambar 2.13. Udara dikondisikan melalui proses pendinginan dan penurunan kelembaban (cooling and dehumidify) guna mendapatkan pengkondisian udara. Proses cooling and dehumidify berlangsung dievaporator, kemudian udara dikondisikan melalui proses pemanasan (heating) untuk mendapatkan suhu tinggi. Proses pemanasan ini berlangsung dikondensor tetapi juga dibantu oleh panas dari kompresor sebelum melewati kondensor. Selanjutnya udara akan disirkulasikaan melalui pakaian untuk mendapatkan proses pendinginan evaporative (evaporative cooling). Setelah itu udara yang masih meiliki temperature yang tinggi akan disirkulasikan kembali langsung ke proses (cooling and dehumidify) untuk mengkondisikan uap air yang terbawa oleh aliran udara.

Gambar 2.13 Proses-proses yang terjadi pada mesin pengering pakaian

Pada dasarnya fungsi evaporator berfungsi sebagai unit proses pendinginan dan dehumidifikasi dan menghasilkan udara yang bersuhu dingin dan menghilangkan kadar air dalam aliran udara pada saat proses pengeringan. Udara tersebut digunakan

Ev apor at o r K ond ens o r K om pr es o r Pakaian

(cooling and dehumidify) (heating) (evaporative cooling)

Fan

21

untuk proses pemanasan, sehingga terjadi kenaikan suhu udara dan penurunan kelembaban udara didalam lemari pengering. Kemudian aliran udara tersebut digunakan untuk proses pendinginan evaporative, sehingga terjadi kenaikan kelembaban dan penurunan suhu dalam aliran udara.

Untuk menghitung kemampuan mesin pengering menguapkan massa air dapat dihitung menggunakan Persamaan (2.3).

ṁair =

(2.3)

pada Persamaan (2.3) :

ṁair = kemampuan mesin pengering menguapkan massa air (kgair/jam) ṁair1 = massa air yang menguap dari pakaian (kg)

Waktu pengeringan (jam)

2.1.8 Daftar Pustaka

Chao-Jung Liang, dalam dokumen paten USOO5l52077A yang dikeluarkan 6 Oktober 1992 berjudul “Clothes Drying Machine”, menggambarkan mesin pengering

pakaian dengan memanfaatkan siklus kompresi uap. Prinsip kerjanya udara disirkulasikan dengan kipas (fan) melalui kondensor dan evaporator yang berada didalam lemari pengering. Kondensor berfungsi sebagai pemanas udara yang akan mengeringkan pakaian, sedangkan evaporator berfungsi untuk menyerap uap air dari pakaian basah. Sistem yang digunakan adalah sistem tertutup, sehingga udara terus berputar hingga pakaian dalam lemari kering dan siap untuk di setrika.

Kanh Dinh, dalam dokumen paten US005343632A pada tanggal 6 September 1994 yang berjudul closed-loop draying proess and system

menggambarkan mesin pengering yang dirancang menggunakan sistem tertutup dimana udara panas yang digunakan untuk mengeringkan pakaian digunakan terus menerus untuk mengeringkan tanpa dibuang ke atmosfir sehingga meningkatkan efisiensi kerja mesin pengering dan mencegah uap udara terkontaminasi dengan udara luar, juga menghemat energi yang diperlukan

22

untuk memanaskan ruang pengering. Sebuah penukar panas dan kondensor disediakan didalam mesin pengering untuk menghilangkan uap air dari udara dan mentransfer udara dan didaur ulang kembali sebelum digunakan kembali ke bahan yang akan dikeringkan.

Luke E Lentz, dalam dokumen paten US007458171B1 yang dipublikasikan pada tanggal 2 Desember 2008 yang berjudul “Dehumidifier clothes dryer apparatus” Meracang mesin pengering pakaian dehumidifier dengan sistem udara tertutup. Sistem ini tidak memerlukan sumber udara dari luar, juga tidak memerlukan saluran udara pembuangan ke udara bebas. Sistem kompresor disediakan untuk proses kondensasi uap air dari ruang udara melewati pakaian, kelembaban dikumpulkan didalam tangki untuk kemudian dibuang keluar mesin pengering. Mesin pengering ini juga menggunakan koil pemanas untuk membantu proses pengeringan, energi yang digunakan dalam proses ini relative lebih rendah yang memungkinkan pengoprasian 110 volt.

PK Purwadi, Wibowo Kusbandono, pada saat melakukan seminar 7-8 Oktober 2015 tentang “Mesin Pengering Pakaian Energi Listrik Dengan Mempergunakan Siklus Kompresi Uap”.Tujuan dari penelitian ini adalah membuat mesin pengering pakaian dengan energy listrik dan mengetahui beberapa karakteristik mesin pengering yang telah dibuat. Setelah melakukan penelitian yang telah dilakukan, menghasilkan mesin pengering yang dapat bekerja dengan baik secara terus menerus tanpa terjadi hambatan dan gangguan.Dengan mempergunakan mesin pendingin suhu kerja evaporator dapat mengembunkan uap air dari udara yang melewatinya dan kompresor mampu memberikan kenaikan suhu udara, demikian juga kondensor.Sedangkan udara yang melewati evaporator, berasal dari lemari pengering pakaian dan udara disirkuilasikan secara terus menerus oleh kipas angin yang berada diantara kompresor dan kondensor.

Zakaria Fernando, Himsar Ambarita, dalam jurnal penelitian yang dikeluarkan pada 1 juni 2014 yang berjudul “Rancang Bangun Kompresor Dan Pipa Kapiler

23

Untuk Mesin Pengering Pakaian Sistem Pompa Kalor Dengan Daya 1 PK, yang bertujuan untuk menghasilkan suatu unit mesin pengering pakaian portable dengan menggunakan AC rumah yang berorientasikan pada upaya efisiensi energy listrik. Rancangan model fisik kompresor dan pipa kapiler pada unit mesin pengering pakaian didasarkan pada hasil perhitungan teoritis dan pompa kalor yang digunakan mesin yang beroprasi menggunakan siklus kompresi uap.Metode yang digunakan untuk mencapai tujuan melalui perhitungan termodinamika.

24

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan Penelitian

Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah mesin pengering dengan sistem tertutup dengan benda uji adalah pakaian (baju kaos). Gambar 3.1 menunjukkan skematik dari mesin pengering pakaian sistem tertutup yang digunakan untuk penelitian. Ukuran lemari pengering p x l x t : 120 cm x 60 cm x 130 cm.

Gambar 3.1 Skematik mesin pengering pakaian Keterangan Gambar 3.1 adalah berkut :

a. Evaporator b. Kompresor c. Kipas angina d. Kondensor

e. Pakaian yang akan dikeringkan f. Kipas angina balik

Ev ap o ra to r K o n d en so r Kompresor Pipa kapiler Udara balik a b c d e f

25

Gambar 3.2 Pakaian (baju kaos)

Gambar 3.2 menunjukan photo dari pakaian yang akan di keringkan. Penelitian dilakukan dengan memvariasikan kondisi awal pakaian : (a) pakaian diperas dengan tangan, (b) pakaian diperas menggunakan mesin cuci. mesin cuci yang digunakan ber merek Samsung dengan kecepatan 1500 rpm dan pakaian diperas selama 10 menit. Jumlah pakaian yang digunakan 20 baju kaos. Peneliti juga memvariasikan banyaknya kipas angin balik yang di pergunakan (a) 1 kipas balik, (b) 2 kipas balik, 20 pakaian hasil peras mesin cuci.

3.2 Alat dan Bahan Pembuatan Mesin Pengering Pakaian

Diperlukan alat dan bahan sebagai berikut dalam proses pembuatan mesin pengering pakaian sistem tertutup :

3.2.1 Alat

Adapun alat yang digunakan dalam proses pembuatan mesin pengering pakaian sistem tertutup adalah sebagai berikut :

a. Bor Listrik

Bor listrik digunakan untuk membuat lubang, pembuatan lubang digunakan untuk pemasangan baut maupun pemasangan paku.

b. Mesin Gergaji Kayu

Gergaji kayu digunakan untuk memotong papan kayu dan memotong triplek yang digunakan untuk membuat lemari mesin pengering dan membuat saluran udara balik pada mesin pengering.

26 c. Obeng dan Kunci Pas

Obeng digunakan untuk memasang dan mengencangkan sekrup atau baut. Obeng yang digunakan adalah obeng (-) dan obeng (+). Sedangkan kunci pas dan ring digunakan untuk mengencangkan baut.

d. Meteran

Meteran digunakan untuk mengukur panjang suatu benda. Dalam proses pembuatan lemari pengering meteran paling banyak digunakan untuk mengukur kebutuhan panjang kayu, papan, maupun triplek.

e. Pisau cutter dan Cat

Pisau cutter digunakan untuk memotong suatu benda seperti memotong lakban. Sedangkan cat digunakan untuk mengecat lemari pengering pakaian agar mengurangi panas yang keluar dari lemari.

f. Lakban

Lakban digunakan untuk mentup dan celah-celah pada lemari pengering, agar tidak terjadi kebocoran pada saat proses pengeringan.

g. Tang Kommbinasi

Tang kombinasi digunakan untuk memotong, menarik dan mengikat kawat agar bagian tertentu pada mesin pengering tidak bergerak.

h. Tube cutter

Tube cutter merupakan alat pemotong pipa tembaga. Agar hasil dari pemotongan pipa lebih baik dan mempermudah proses pengelasan.

i. Tube expander

Tube expander atau pelebar pipa digunakan untuk mengembangkan ujung pipa tembaga agar antara pipa dapat tersambung dengan baik.

j. Gas Las Hi-Cook

Peralatan las digunakan untuk menyambung pipa kapiler dan sambungan pipa-pipa tembaga komponen lainnya mesin pengering.

27 k. Bahan Las

Bahan las yang digunakan dalam proses penyambugan pipa kapiler yaitu menggunakan kawat las kunigan, dan borak. Borak berfungsi untuk menyambung antara tembaga dan besi, penggunaan borak sebagi tambahan pengelasan bertujuan agar sambungan lebih merekat.

l. Metil

Metil adalah cairan yang berfungsi untuk membersihkan saluran-saluran pipa kapiler. Dosois pemakaian yaitu sebanyak 1 tutup botol metil.

m. Pompa Vakum

Pompa vakum digunakan untuk mengosongkan gas-gas yang terjebak dalam sistem mesin pengering pakaian, seperti udara dan uap air. Hal ini agar tidak menganggu dan menyumbat refrigerant pada saat mesin pengering dijalankan. Karna uap air yang berlebih pada sistem pendinginan dapat membeku dan menyumbat filter ataupun menyumbat pipa kapiler.

3.2.2 Bahan

Bahan atau komponen yang digunakan dalam pembuatan mesin pengering pakaian system tertutup antaralain, sebagai berikut:

a. Papan dan Multiplek

Papan digunakan untuk membuat bagian lemari untuk menggantung pakaian. Sedangkan multiplek adalah triplek yang berlapis-lapis digunakan sebagai casing luar untuk aliran udara yang disirkulasikan ulang setelah melewati lemari pengering.

28 b. Roda

Roda digunakan untuk mempermudah pada saat memindahkan mesin pengering dari satu tempat ketempat lain pada saat akan digunakan.

c. Kawat dan Paku

Kawat digunakan untuk mengikat rangka bagian bawah mesin pengering guna memperkuat sambugan. Paku berguna untuk menyambung papa maupun triplek pada saat membuat lemari dan duct mesin pengering pakaian.

d. Kompresor

Kompresor merupakan unit yang berfungsi untuk menaikan tekanan refrigeran dari tekanan rendah ke tekanan rendah ketekanan tinggi. Pada penelitian ini peneliti menggunakan kompresor rotari merk Panasonic 2PS164D5AA02 dengan daya 1 HP

Gambar 3. 4 Kompresor Rotari e. Kondensor

Kondensor merupakan komponen yang sistem kerja yaitu merubah fase refrigeran dari gas menjadi zat cair. Untuk mengubah fase dari uap menjadi cair diperlukan suhu lingkungan yang lebih rendah agar terjadi pelepasan kalor. Kondensor yang digunakan yaitu jenis pipa U bersirip dengan diameter pipa 1 cm, panjam 33 cm, lebar 22 cm, tinggi 33 cm, banyaknya sirip 132 lembar, jarak antara sirip 4 mm, 18 lintasan pipa, bahan pipa terbuat dari tembaga dan bahan dari sirip terbuat dari almunium.

29

Gambar 3.5 Kondensor jenis Sirip f. Pipa Kapiler

Pipa kapiler adalah suatu alat ekspansi, komponen ini berfungsi untuk menurunkan tekanan refrigeran, dari tekanan tinggi ke tekanan rendah sebelum masuk ke evaporator. Pipa kapiker yang digunakan berbahan tembaga dengan diameter pipa 0,032 inch dan panjang pipa 63 cm.

Gambar 3.6 Pipa Kapiler g. Evaporator

Evaporator adalah tempat terjadinya refrigeran berubah fase refrigeran dari gas menjadi cair. Evaporator yang digunakan pada penelitian ini adalah evaporator sirip, agar pada saat mesin melakukan proses pengerinag udara yang mengandung air dapat diembunkan. Evaporator yang digunakan yaitu jenis pipa U bersirip dengan diameter pipa 1 cm, panjang 28 cm, lebar 12 cm, tinggi 28 cm, banyaknya sirip 122 lembar, jarak antara sirip 4 mm, 15 lintasan pipa, bahan pipa terbuat dari tembaga dan bahan dari sirip terbuat dari almunium.

30

Gambar 3.7 Evaporator Sirip h. Filter

Filter adalah komponen yang berfungsi untuk menyaring kotoran, agar tidak terjadi penyumbatan dipipa kapiler, seperti kotoran akibat dari korosi, serbuk-serbuk sisa pemotongan dan uap air yang berada didalam pipa kapiler. Filter yang digunakan berdiameter 15 mm dan panjang 8 cm.

Gambar 3.8 Filter i. Refrigeran

Refrigeran adalah jenis gas yang digunakan sebagai fluida pendingin. Refrigeran berfungsi untuk menyerap dan melepas kalor dari lingkungan sekitar. Jenis refrigeran yang digunakan dalam penelitian ini adalah R134a.

31 j. Kipas

Kipas digunakan untuk mengsirkulasikan udara panas didalam sistem kerja mesin pengering dan udara dari hasil dehumidifikasi. Kipas angin yang digunakan adalah kipas angin partisi merek Krisbow APC20-2D dengan daya 25W.

Gambar 3.10 Kipas Angin Partisi k. Pressure Gauge

Pressure Gauge digunakan untuk mengukur tekanan kerja refrigeran dalam sistem pendinginan, pengukuran tekanan kerja diukur sitem kerja evaporator dan kerja kompresor.

Gambar 3.11 Pressure Gauge

3.2.3 Alat Bantu dalam Penelitian

Dalam proses pengambilan data diperlukan alat bantu untuk melakukan penelitian berikut alat-alat penelitian yang dipakai :

32 a. Termokopel dan Penampil Suhu Digital

Termokopel berfungsi untuk mengetahui perbedaaan suhu yang terjadi pada saat mesin pengering melakukan kerja. Cara kerjanya adalah dengan meletakan atau menggantung bagian ujung dari termokopel pada tempat yang ingin diukur suhunya. Maka suhu akan tampil pada layar penampil suhu digital. Sebelum digunakan termokopel dikalibrasi terlebih dahulu untuk mendapatkan nilai yang lebih akurat.

Gambar 3.12 Termokopel dan Penampil Suhu Digital b. Hygrometer

Hygrometer digunakan untuk mengukur kelembaban dan suhu pada saat pengujian berlangsung. Dalam penelitian ini hygrometer yang digunakan bukan yang digital.

Gambar 3.13 Hygrometer

c. Stopwatch

Stopwatch digunakan untuk mengukur lama waktu dalam melakukan pengujian mesin pengering. Lama waktu yang dibutuhkan dalam setiap pengambilan data adalah setiap 20 menit sampai pakaian mencapai titik kering.

33

Gambar 3.14 Stopwatch

d. Timbangan Digital

Timbangan digital digunakan untuk mengukur berat pakaian setiap 20 menit pada saat pengujian.

Gambar 3.16 Timbang Digital e. Clamp meter

Clamp meter digunakan untuk mengukur arus listrik dari mesin pengering pada saat penelitian sedang berlangsung.

34 3.3 Tatacara Penelitian

3.3.1 Alur Pelaksanaan Penelitian

Alur pelaksanaan penelitian mesin pengerinng pakaian tersaji dalam gambar 3.16 sebagai berikut :

Gambar 3.18 Skematik diagram alur penelitian Uji coba

Mulai

Perancangan mesin pengering pakaian

Persiapan bahan dan alat

Proses pembuatan mesin pengering pakaian dan pembuatan lemari pengering

Pemvakuman dan pengisian refrigran R134a Pada mesin dengan siklus kompresi uap

Pengambilan data

Pengolahan, analisis data, pembahasan kesimpulan dan saran

Tidak baik

35

3.3.2 Proses Pembuatan Mesin Pengering Pakaian

Langkah-langkah yang dilakukan pada saat pembuatan mesin pengering pakaian adalah sebagai berikut:

a. Merancang skematik mesin pengering pakaian sistem tertutup.

b. Membuat lemari mesin pengering sesuai dengan ukuran yang ditentukan.

c. Meranccang duct (saluran) untuk saluran udara, agar udara dapat dikembalikan kembali kedalam mesin pengering pakaian.

d. Merangkai duct (saluran) disambungkan dengan lemari pengering dan lemari mesin komprsei uap untuk disambung menjadi satu.

e. Pemasangan komponen-komponen mesin siklus kompresi uap yang terdiri dari : kompresor, kondensor, pipa kapiler, filter, dan evaporator.

f. Pemasangan kipas pada komponen siklus kompresi uap.

g. Pemasangan pipa kapiler, pipa tembaga dan pengelasan sambungan atara pipa tembaga.

h. Pemasangan pressure gage

Gambar 3.18 Pemasangan komponen i. Proses pemotongan papan triplek dengan ukuran tertentu.

36

j. Proses pemakuan dan pembautan pada ceasing mesin pengering.

k. Proses pemasangan lakban guna mengurangi kebocoran pada lemari pengering. l. Proses pemasangan kipas partisi didalam duct (saluran).

m. Pemasangan pintu pada lemari pengering dan pada duct .

Gambar 3.20 proses pemasangan pintu

n. Pemasangan kelistrikan dan perkabelan mesin siklus kompresi uap. o. Pemasangan kelistrikan kipas pada duct.

p. Proses pengecatan duct mesin pengering.

37 3.3.3 Proses mengisikan Refrigeran

Sebelum melakukan pengisian refrigeran ada beberapa proses yang perlu dilakukan antaralain (a) proses pemetilan, (b) proses pemvakuman dan (c) proses pengisian refrigeran R134a adapun penjelasannya sebagai berikut :

a. Proses pemetilan

Proses pemetilan adalah pemberian metil pada pipa kapiler yang telah dipasang pada evaporator dengan cara yaitu :

1. Hidupkan kompresor dan buka tutup pentil tersebut. 2. Kemudian tuang metil kira-kira 1 tutup botol metil.

3. Kemudian berikan 1 tutup botol metil tersebut pada ujung pipa kapiler, kemudian dihisap oleh pipa kapiler tersebut.

4. Matikan kompresor dan las ujung pipa kapiler pada lubang keluar pada filter.

b. Proses pemvakuman

Proses pemvakuman merupakan proses menghilangkan udara, uap air dan kotoran (korosi), yang terjebak dalam mesin siklus kompresi uap. Berikut langkah-langkah pemvakuman yang dilakukan :

1. Perisapkan pressure gauge dengan 1 selang (low pressure), yang dipasang pada pentil yang sudah dipasang dopnya dan 1 selang (high pressure) yang dipasang pada tabung refrigeran.

2. Pada saat pemvakuman, kran manifold diposisikan terbuka dan kran tabung refrigeran diposisikan tertutup.

3. Hidupkan kompresor, maka secara otomatis yang terjebak dalam siklus akan keluar melalui potongan pipa kapiler yang telah dilas dengan lubang keluar filter. 4. Pastikan udara yang terjebak telah habis. Untuk memastikannya dengan cara

menyalakan korek api dan ditaruh didepan ujung potongan pipa kapiler. 5. Pada jarum pressure gauge menunjuk ke angka 0 psi.

38

6. Kemudian untuk mengecek kebocoran sambungan pada pipa dengan air busa sabun. Apabila terdapat gelembung-gelembung udara maka sambungan tersebut masih terjadi kebocoran.

7. Setelah diketahui tidak terdapat kebocoran, langkah selanjutnya adalah dengan mengelas ujung potongan pipa kapiler tersebut.

c. Proses Pengisian Refrigeran R134a

Untuk melakukan pengisisan refrigeran pada mesin dengan siklus kompresi uap, tersapat beberapa langkah, seperti berikut:

1. Pasanglah salah satu selang pressure gauge berwarna biru (low pressure) pada katup pengisisan katup tengah pressure gauge, dan ujung selang satunya disabungkan ke tabung refrigeran R134a.

Gambar 3.22 Proses Pengisian Refrigeran

2. Hidupkan kompresor dan buka keran pada tabung refrigeran secara perlahan-lahan. Setelah tekanan pada pressure gauge berada pada tekanan yang diinginkan maka tutup keran pada tabung refrigeran.

3. Setelah selesai melakukan pengisian lepaskan selang pressure gauge dan cek lubang katub, sambungan pipa-pipa dengan busa sabun untuk mengetahui kebocoran yang terjadi.

39 3.3.4 Skematik Pengambilan Data

Dalam mempermudah pemahaman sistem kerja mesin pengering pakaian sistem tertutup alur dan sistem kerja ditampilkan dalam skematik mesin pengering pada Gambar dibawah ini:

Gambar 3.23 Skematik Pengambilan Data

a. T1 (Tevap)

Termokopel ini berfungsi untuk mengukur suhu udara kering setelah melewati evaporator setelah terjadinya evaporasi.

b. T2 (Tkomp)

Termokopel ini berfungsi untuk mengukur suhu udara setelah melewati kompresor.

c. T3 (Tkond)

Termokopel ini berfungsi untuk mengukur suhu udara setelah melewati kondensor. Ev ap o ra to r K o n d en so r Kompresor Pipa kapiler Udara balik a b c d e f

40 d. RH1

Hygrometer berfungsi untuk mengukur kelembaban basah dan kering udara didalam lemari pengering.

e. T4

Termokopel ini berfungsi untuk mengukur suhu udara setelah melewati lemari pengering.

f. RH2

Hygrometer berfungsi untuk mengukur kelembaban basah dan kering udara sebelum melalui evaporator.

g. P1

Pressure gauge berfungsi untuk mengukur tekanan kerja evaporato pada saat mesin pengering melakukan kerja.

h. P2

Pressure gauge berfungsi untuk mengukur tekanan kerja kondensor pada saat mesin pengering melakukan kerja.

3.3.5 Langkah-langkah Pengambilan Data

Langkah-langkah yang dilakukan untuk mengambil data pada saat penelitian dilakukan adalah sebagai berikut:

1. Penelitian dilakukan didalam Lab Perpindahan Kalor. Perubahan suhu sekitar dan kelembaban diabaikan, karna mesin pengering pakaian menggunakan siklus tertutup.

2. Mengkalibrasi termokopel, hygrometer, dan timbangan digital sebelum digunakan.

3. Meletakan alat bantu penelitian pada tempat yang sudah ditetapkan. 4. Menyalakan mesin pengering pengering pakaian.

5. Mencatat berat kosong hanger, kemudian catat dan timbang berat pakaian kering pakaian sebelum dibasahi.

41

6. Tutup semua pintu lemari pengering dan hidupkan mesin pengering sampai 30 menit, guna mesin pengering mencapai suhu kerja yang kostan.

7. Basahai pakaian telah ditimbang dan peras pakaian sampai air tidak menetes lagi. Kemudian timbang berat pakaian basah awal.

8. Basahi pakaian yang telah ditimbang dan peras pakaian menggunakan mesin cuci. Kemudian timbang berat awal pakaian basah.

9. Catat tekanan pada P1 dan P2 kemudian tutup kembali. 10.Atur stopwatch dari 0 dan ukur waktu sampai 20 menit. 11.Data yang perlu dicatat setiap 20 menit adalah :

BPBA : Berat pakaian basah awal (kg)

BPBS t : Berat pakaian basah saat t (kg)

T1 : Temperatur udara setelah melewati evaporator (ᴼC) T2 : Temperatur udara setelah melewati kompresor (ᴼC) T3 : Temperatur udara setelah melewati kondensor (ᴼC) RH1 : Kelembaban udara basah dan kering lemari pengering (%) T4 : Temperatur uadara setelah melewatilemari pengering (ᴼC) RH2 : Kelembaban udara basah dan kering sebelum masuk evaporator (%) P1 : Tekanan refrigeran pada evaporator (psi) P2 : Tekanan refrigerant pada kondensor (psi) 12.Hasil dari data yang diperoleh dijumlahkan dengan hasil dari kalibrasi alat bantu. Table 3.1 Tabel yang digunakan untuk mengambil data.

No Waktu _Berat pakaian kering Berat pakaia n basah awal Berat pakaia n basah saat (t) Perbedaan berat Tekanan kerja mesin kompesi uap Suhu udara ruang pengering pakaian t Pevap Pkond Tdb Twb

(menit) (kg) (kg) (kg) (kg) (psig) (pisg) (°C) (°C)

1

2