Water Heater dengan panjang 7 meter dan diameter pipa 0,5 inci.

(1)

ABSTRAK

Water heater pada saat ini sangat luas dipergunakan, misalnya di rumah

tangga sebagai pemanas air untuk mandi, di rumah, di hotel, di kolam renang, dsb.

Untuk dapat menghasilkan water heater yang mampu bersaing di pasaran, penulis

tertarik untuk melakukan penelitian ini. Tujuan penelitian ini adalah: (a)

merancang dan membuat

water heater

, (b) memperoleh hubungan antara debit air

yang mengalir dengan suhu air keluar

water heater

yang dibuat, (c) memperoleh

hubungan antara debit air dengan laju aliran kalor, (d) menghitung kalor yang

diterima air dari

water heater

, (e) menghitung kalor yang diberikan gas LPG, (f)

menghitung efisiensi

water heater

.

Water heater yang dirancang memiliki panjang 7 meter dengan diameter

pipa 0,5 inci, tidak bersirip, dan mempunyai 3 tabung. Penelitian dilakukan

dengan mengukur debit air, suhu air masuk dan suhu air keluar dan debit gas

Selanjutnya menentukan hubungan antara debit air dengan suhu air keluar,

hubungan antara debit air dengan laju aliran kalor dan hubungan debit air dengan

efisiensi water heater.

Hasil penelitian memberikan beberapa kesimpulan yakni: (a) water heater

yang dibuat mampu bersaing dengan water heater yang dijual di pasaran karena

pada debit 6,96 liter/menit mampu menghasilkan suhu keluar water heater 41,3°C;

(b) hubungan antara debit air (

m

air

) yang masuk dengan suhu air keluar (

T

out

)

dapat dinyatakan dengan persamaan:

T

out

=

109,5

m

air-0,49,

(c) hubungan antara debit

air yang masuk (

m

air

) dengan laju aliran kalor (

q

air

) dapat dinyatakan dengan

persamaan :

q

air

= 13.15

m

air2

+ 95,94

m

air

+ 6924; (d) hubungan debit air yang

masuk (

m

air

) dengan efisiensi water heater (

η

) dapat dinyatakan dengan

persamaan:

η

=-0,086

m

air2

+ 0,630

m

air

+ 45,48; (e) kalor yang diterima air dari

(2)

WATER

IIEATER

DENGAI\I

PANJANG 7 METER

DAI\[

I}IAMETER PIPA

O,S

INCI

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Mesin

Diajukan oleh

YI]LIUS

HARIMURTI

NIM:085214051

PROGRAM STUDI TEKI\IIK MESIN

JURUS$I TEIO{IK

MESIN

TAKULTAS SAINS DAII

fE

NOr.,OCr

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

YOGYAKARTA

(3)

WATE,R IIEATER

WITII

7 METERS PIPE

AND

OiS INCtr

DIAMETER PIPE

rNAL PROJECT

As partiat

ftlfillment

of the requirement

to obtaintlre Saqana Teknik &gree in Meehanical Engineering

Yurrus

rlARrn4rRTI

Student Numher: 08521405f

MECHAMCAL

ENGINTEERING STUDY

PROGRAM

MECHAMCAL

ENGII\TEERING

DEPARTMET{T

SCIENCtr

AND TECIINOLOGY

F'ACT]LTY

SANATA

DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2Al3

(4)

-r

t

WAIBREEAIERDENGAN

PAI{JANG

7

MEITR

DAI\I

DIAIIIETERPIPAqS tr{CT

'

lTelah _{disetujui oleh}

Dosen Pembimbing'S&mipsi

h. PK. PunnPadi,rM.T. , -fi

T

(5)

(6)

(7)

(8)

vii

ABSTRAK

Water heater pada saat ini sangat luas dipergunakan, misalnya di rumah

tangga sebagai pemanas air untuk mandi, di rumah, di hotel, di kolam renang, dsb.

Untuk dapat menghasilkan water heater yang mampu bersaing di pasaran, penulis

tertarik untuk melakukan penelitian ini. Tujuan penelitian ini adalah: (a)

merancang dan membuat

water heater

, (b) memperoleh hubungan antara debit air

yang mengalir dengan suhu air keluar

water heater

yang dibuat, (c) memperoleh

hubungan antara debit air dengan laju aliran kalor, (d) menghitung kalor yang

diterima air dari

water heater

, (e) menghitung kalor yang diberikan gas LPG, (f)

menghitung efisiensi

water heater

.

Water heater yang dirancang memiliki panjang 7 meter dengan diameter

pipa 0,5 inci, tidak bersirip, dan mempunyai 3 tabung. Penelitian dilakukan

dengan mengukur debit air, suhu air masuk dan suhu air keluar dan debit gas

Selanjutnya menentukan hubungan antara debit air dengan suhu air keluar,

hubungan antara debit air dengan laju aliran kalor dan hubungan debit air dengan

efisiensi water heater.

Hasil penelitian memberikan beberapa kesimpulan yakni: (a) water heater

yang dibuat mampu bersaing dengan water heater yang dijual di pasaran karena

pada debit 6,96 liter/menit mampu menghasilkan suhu keluar water heater 41,3°C;

(b) hubungan antara debit air (

m

air

) yang masuk dengan suhu air keluar (

T

out

)

dapat dinyatakan dengan persamaan:

T

out

=

109,5

m

air-0,49,

(c) hubungan antara debit

air yang masuk (

m

air

) dengan laju aliran kalor (

q

air

) dapat dinyatakan dengan

persamaan :

q

air

= 13.15

m

air2

+ 95,94

m

air

+ 6924; (d) hubungan debit air yang

masuk (

m

air

) dengan efisiensi water heater (

η

) dapat dinyatakan dengan

persamaan:

η

=-0,086

m

air2

+ 0,630

m

air

+ 45,48; (e) kalor yang diterima air dari

(9)

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur rpenulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah

melimpahkan rahmat-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang

berjudul Water Heater dengan Panjang 7 Meter dan Diameter Pipa 0,5 Inci.

Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagia persyaratan memperoleh gelar

Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin di Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma.

Tanpa bantuan dan dorongan dari berbagai pihak, penulis menyadari

bahwa skripsi ini tidak akan terselesaikan tepat pada waktunya. Oleh karena itu,

penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1.

Paulina Heruningsih Prima Rosa,S.Si.,M.Sc. selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma atas ijin yang telah diberikan untuk

melakukan penelitian dan penulisan tugas akhir.

2.

Ir.Petrus Kanisius Purwadi M.T. selaku Pembimbing Akademik yang selalu

memberikan motivasi kepada penulis.

3.

Seluruh dosen Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan ilmunya selama

kuliah.

4.

Semua pihak yang telah membantu baiksecara langsung maupun tidak

langsung sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini banyak kesalahan

(10)

ix

menyempurnakan sangat penulis butuhkan. Semoga karya ini bermanfaat bagi

penulis sendiri dan bagi pembaca pada umumnya.

Yogyakarta, Desember 2013

Penulis

(11)

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

TITLE PAGE ... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vi

ABSTRAK ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... x

LAMPIRAN ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR TABEL ... xv

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.3 Tujuan ... 3

1.1

1.2

1.4

2.1

Dasar Teori………..

5

2.2

Referensi ...

……….

14

BAB III RANCANGAN DAN PEMBUATAN WATER HEATER

Latar Belakang ... 1

Perumusan Masalah ..

..

... 2

Batasan Masalah... 3

1.5

Manfaat

……

..

………

...4

(12)

xi

6

.2

Saran

………

...57

3.1

Rancangan water heater………..

19

3.2

Pembuatan water heater………..

23

3.3

Hasil pembuatan……….

.32

BAB IV METOD

OLOGI

PENELITIAN

4.1

Skematis Pengujian

………

. 36

4.2

Variasi Penelitian

………

.37

4.3

Peralatan Pengujian

………

..37

4.4

Cara Memperoleh Data……….

40

4.5

Cara Mengolah Data……….

41

4.6

Cara Menyimpulkan

………

.41

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1

Hasil Pengujian

………

.42

5.2

Perhitungan

………

...43

5.3

Pembahasan………

..51

(13)

xii

LAMPIRAN

Lampiran 1 Tabel dan Daftar Perpindahan Kalor

…………

...

5

9

Lampiran 2

Tabel konduktivitas Termal ...

...

.

..

60

Lampira

n

3 Tabel konduktivitas Ter

m

al Berbagai Bahan ...

.

...62

(14)

xiii

DAFTAR GAMBAR

2.1 Regulator Kompor ... 10

2.2 Selang Gas ... 10

2.3 Laju Aliran Kalor ... 12

2.4 Water Heater Modena G1-6 ... 15

2.5 Water Heater Rinnai REU-55RTB... 16

2.6 Water Heater Heating Equipment JIG30-BV6 ... 17

2.7 Water Heater Wall-Muonted Gas Boiler (JIG24-BV6) ... 18

3.1 Konstruksi Water Heater ... 19

3.2 Tutup Water Heater ... 20

3.3 Tutup Bagian Luar Water Heater ... 21

3.4 Tutup Bagian Tengah Water Heater ... 21

3.5 Tabung Bagian dalam Water Heater ... 22

3.6 Rancangan Water Heater... 23

3.7 Alat Pembengkok dan Pemotong Pipa ... 26

3.8 Hasil Pembuatan Lengkungan Pipa ... 26

3.9 Hasil Pembuatan Tabung Bagian Luar ... 27

3.10 Hasil Pembuatan Tabung Bagian Tengah ... 28

3.11 Hasil Pembuatan Tabung Bagian Dalam ... 28

3.12 Hasil Pembuatan Tutup Water Heater ... 29

3.13 Saluran Udara dalam Tabung ... 30

3.14 Kompor Water Heater ... 31

3.15 Pemasangan

Selang Air dengan Water Heater

... 31

(15)

xiv

3.17 Pemasangan Water Heater pada Kompor ... 33

3.18 Water Heater Siap Jadi ... 34

4.1 Skema Rangkaian Alat ... 36

4.2 Termokopel ... 37

4.3 LPG ... 38

4.4 Selang air ... 39

4.5 Gelas Ukur ... 40

5.1 Hubungan Debit Air dengan Suhu Air Keluar ... 52

5.2 Hubungan Debit Air dengan LajuAliran Kalor ... 53

(16)

xv

DAFTAR TABEL

Tabel2.1 Daya Pemanasan dan Efisiensi Alat Masak dengan Beberapa Jenis

Bahan Bakar ... 7

Tabel2.2 Komposisi Udara dalam Keadaan Normal... 8

Tabel2.3 Konduktifitas Termal Beberapa Isolator ... 11

Tabel5.1 Hasil Pengujian Pemanas Air ... 42

(17)

1 BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Manusia membutuhkan air untuk bertahan hidup. Air digunakan untuk

minum, memasak, mencuci, mandi dan lainnya. Kebutuhan manusia tidak terbatas

dan selalu ingin bertambah, misalnya manusia membutuhkan air untuk mandi.

Akan tetapi tingkat kesibukan yang semakin tinggi dan pola hidup yang mulai

berubah maka orang-orang membutuhkan air hangat untuk mandi. Hal ini

disebabkan karena pulang terlalu malam. Selain itu beberapa tempat umum juga

memerlukan air hangat untuk mandi misalnya rumah sakit dan hotel. Oleh sebab

itu dibutuhkan sebuah alat yang dapat mengubah air biasa menjadi air hangat

sehingga dapat menghemat waktu dan tenaga, alat tersebut adalah water heater.

Terdapat tiga jenis water heater yaitu water heater menggunakan tenaga

sinar matahari (solar cell), water heatertenaga gas dan tenaga listrik. Setiap jenis

water heatermempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing. Water heater

dengan sinar matahari mudah diterapkan pada daerah tropis tetapi pemasangannya

rumit kaena diletakkan di atap rumah. Water heaterdengan tenaga listrik banyak

dijual di toko elektronik dan penggunaannya lebih praktis daripada dengan tenaga

surya. Akan tetapi apabila terjadi pemadaman listrik water heater jenis ini tidak

dapat digunakan. Selain itu volume air panas yang dihasilkan jumlahnya tertentu,

jika volume air panas yang dipergunakan sudah habis digunakan maka harus

(18)

ketiga adalah water heater menggunakan tenaga gas, yakni LPG. Water heater

jenis ini menggunakan bahan bakar untuk memanaskan air dan lebih

menguntungkan dibandingkan dengan pemanas air tenaga listrik maupun tenaga

surya. Hal ini disebabkan oleh konsep kerjanya mirip dengan penggunaan kompos

gas sehingga lebih mudah dibandingkan dengan water heater lainnya.

Keuntungannya adalah air panas yang dipergunakan tidak terbatas, selama air

dapat mengalir maka air panas dapat dihasilkan. Selain itu dari segi biaya, water

heater jenis ini lebih murah dibandingkann dengan pemanas air lainnya. Akan

tetapi harus bisa menjaga secaa hati-hati agar tabung gas tidak mengalami

kebocoran yang mengakibatkan bahaya ledakan.

Dari latar belakang ini maka penulis ingin menyusun skripsi mengenai

water heater yang menggunakan tenaga gas LPG. Penulis ingin membahas

mengenai pembuatan water heater, hubungan antara debit air dengan suhu air.

Selain itu penulis juga ingin membahas mengenai efisiensi water heater yang

telah dibuat. Dalam skripsi ini penulis akan membuat water heatertanpa sirip.

1.2 PERUMUSAN MASALAH

Perumusan masalah dari penulisan ini adalah sebagai berikut:

a. Bagaimana merancang dan membuat water heater?

b. Bagaimana memperoleh hubungan antara debit air yang mengalir dengan suhu

air keluar water heateryang dibuat?

c. Bagaimanan memperoleh hubungan antara debit air dengan laju aliran kalor?

(19)

e. Bagaimana menghitung kalor yang diberikan gas LPG?

f. Bagaimana menghitung efisiensi water heater?

1.3 TUJUAN

Tujuan dari penulisan ini adalah sebagai berikut:

a. Merancang dan membuat water heater.

b. Memperoleh hubungan antara debit air yang mengalir dengan suhu air keluar

water heateryang dibuat.

c. Memperoleh hubungan antara debit air dengan laju aliran kalor.

d. Menghitung kalor yang diterima air dari water heater.

e. Menghitung kalor yang diberikan gas LPG.

f. Menghitung efisiensi water heater.

1.4 BATASAN - BATASAN

Batasan-batasan dalam pembuatan water heater:

a. Tinggi water heater : 23,5 cm, diameter : 19,5 cm, dengan panjang pipa

tembaga : 7 m, dengan 2 lintasan.

b. Banyaknya dinding plat : 3 lapis, plat lapis dalam mempunyai lubang dengan

diameter : 0,7 inci dan plat luar mempunyai diameter 0,8 inci, plat lapis paling

luar mempunyai diameter 1,5 cm dengan lubang 152 buah.

c. Pipa tanpa sirip dengan diameter 0,5 inci.

(20)

1.5 MANFAAT

Manfaat dari penelitian ini:

a. Menambah wawasan tentang pembuatan dan pemakaian water heater.

b. Sebagai referensi bagi mahasiswa dalam penelitian dan pembuatan water

heater.

c. Water heater yang dirancang dapat digunakan untuk model dalam membuat

water heateroleh masyarakat luas.

(21)

5 BAB II

DASAR TEORI DAN REFERENSI

2.1 DASAR TEORI

2.1.1 Saluran Air

Saluran air yang biasa digunakan adalah sebuah pipa. Untuk merancang

pipa saluran dibutuhkan beberapa pertimbangan antara lain hambatan pipa saluran

air diusahakan kecil untuk meminimalisir terjadinya pembelokan pada pipa

saluran. Akan tetapi apabila terpaksa terjadi pembelokan, maka sudut pembelokan

pipa diusahakan besar, misalnya lebih dari 900. Pembelokan yang terjadi

diusahakan secara halus yaitu pipa dibuat melengkung dengan radius tertentu atau

dibuat melingkar. Tujuannya adalah agar daya pompa yang diperlukan untuk

mendorong air kecil dan gesekan yang terjadi antara fluida dan pipa semakin

kecil.

Selain hambatan pipa saluran diusahakan kecil, kehalusan permukaan

saluran pipa bagian dalam juga harus dipilih dengan seksama. Semakin halus

permukaan pipa bagian dalam, semakin kecil gesekan yang terjadi atau semakin

kecil daya pompa yang diperlukan. Pertimbangan lainnya adalah bahan pipa

berkualitas baik untuk memindahkan kalor misalnya dari bahan tembaga.

Selanjutnya diameter pipa saluran air harus dipilih sedemikian rupa. Semakin

kecil diameter pipa, semakin besar hambatan yang terjadi. Semakin kecil diameter

ukuran pipa semakin besar daya pompa yang diperlukan sehingga semakin kecil

(22)

2.1.2 Bahan Bakar

Terdapat berbagai jenis bahan bakar, antara lain solar, minyak tanah,

bensin dan gas alam. Saat ini pemerintah sedang mencanangkan pemakaian LPG

(Liquified Petroleum Gas) untuk mengurangi pemakaian minyak bumi yang

jumlahnya semakin langka. Pada skripsi ini akan menggunakan bahan bakar LPG

untuk memanaskan water heater. Terdapat tiga jenis LPG yaitu LPG untuk

keperluan rumah tangga, LPG gas Propana dan LPG gas Butana. Dari ketiga jenis

LPG yang digunakan untuk water heater adalah LPG untuk rumah tangga yang

komposisinya adalah campuran antara Propana dan Butana.

Komponen utama bahan bakar LPG adalah gas Propana (C3H8) dan

Butana (C4H10) dengan komposisi kurang lebih sebesar 99%, selebihnya adalah

gas Pentana (C5H12) yang dicairkan. Zat mercaptan ditambahkan ke LPG untuk

memberikan bau khas agar segera terdeteksi jika mengalamai kebocoran. Reaksi

pembakaran Propana (C3H8), jika terbakar sempurna adalah sebagai berikut:

C3H8+ 5O23CO2+ 4 H2O +panas

Propana + oksigen karbondioksida + uap air + panas

Menurut Suhartini panas yang dihasilkan (LHV) reaksi tersebut setara

dengan 46000000 J/kg atau 46 MJ/kg. Reaksi pembakaran Butana (C4H10), jika

terbakar sempurna adalah sebagai berikut:

2C4H10+ 13O28CO2+ 10H2O + panas

Butana + oksigen  karbondioksida + uap air + panas

Menurut Suhartini panas yang dihasilkan (LHV) reaksi tersebut hampir sama

(23)

gram air sebesar 10C dibutuhkan energi sebesar 4186 J. Adapun untuk suhu 1

liter air dari suhu ruangan (300C) akan dibutuhkan energi sebesar 293.020 J. Pada

tahap ini air baru mencapai suhu 1000C dan belum mendidih. Untuk mengubah

air menjadi uap air diperlukan lagi energy sebesar 2257 J. Pada kondisi udara

luar, 1 kg Propana memiliki volume sekitar 0.543 m3. Satu kg elpiji memiliki

energi yang setara untuk mendidihkan air 90 L. Tabel 2.1 menyajikan data

beberapa bahan bakar dan nilai daya pemanasan serta efisiensinya.

Tabel 2. 1 Daya pemanasan dan efisiensi alat masak dengan

beberapa jenis bahan bakar. (Sumber:

aptogaz.files.wordpress.com/2007/07/peranan-lpg-di-dapur-anda.pdf)

Bahan Bakar Daya Pemanasan Efisiensi alat masak

Kayu bakar 4.0000 kkal/kg 15%

Arang 8.000 kkal/kg 15%

Minyak tanah 11.000 kkal/kg 40%

Gas Kota 4500 kkal/m3 55%

Listrik 860 kkal/kwh 60%

LPG 11.900 kkal/kg 60%

(24)

2.1.3 Kebutuhan Udara

Oksigen diperlukan untuk proses pembakaran. Aliran udara yang

diperlukan harus disesuaikan dengan ukuran tabung pemanas air dan pipa yang

digunakan dengan kata lain aliran udara yang diperlukan harus dikondisikan

sedemikian rupa agar api yang diperlukan dalam proses pembakaran mendapatkan

kebutuhan udara yang cukup. Kekurangan oksigen dapat mengakibatkan nyala api

tidak sesuai dengan apa yang diinginkan. Kekurangan kebutuhan udara dapat

menyebabkan kalor yang dipindahkan ke air berkurang. Kelebihan oksigen juga

mengakibatkan kecilnya panas yang dapat diserap oleh pipa. Bentuk api atau

nyala api diusahakan mampu memberikan kalornya secara efisien ke fluida air

yang mengalir di dalam saluran pipa sehingga akan diperoleh suhu air keluar dari

pemanas air kurang tinggi. Adapun komposisi udara dalam keadaan normal

disajikan dalam Tabel 2.2

Tabel 2.2Komposisi udara dalam keadaan normal

No Komposisi Udara Persentase (%)

1 Nitrogen 78,1

2 Oksigen 20,93

3 Karbondioksida 0,03

(25)

2.1.4 Saluran Gas Buang

Hasil pembakaran bahan bakar akan menghasilkan gas buang. Gas buang

yang dihasilkan berupa gas dan uap air yang keluar. Gas buang atau gas asap

harus dikeluarkan agar nyala api tidak terganggu. Perancangan gas buang harus

mempertimbangkan besar kecilnya debit gas buang yang terjadi. Dalam

perancanangan saluran gas buang, diusahakan agar gas buang dapat mengalir

dengan lancer. Perlu diperhatikan pula penempatan lubang keluar dari gas buang.

Suhu gas buang akan menguntungkan jika suhu gas buang hampir sama dengan

suhu udara atau tidak begitu besar perbedaannya antara suhu gas buang dengan

suhu udara. Semakin kecil perbedaan kalor yang diberikan sumber panas, maka

semakin banyak kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu air. Oleh karena itu,

dalam perancanangan dan pembuatan saluran gas buang diusahakan sedemikian

rupa sehingga tidak banyak energi yang terbuang secara percuma. Ukuran lubang

dan posisi lubang keluaran sangat menentukan besarnya suhu gas asap yang

keluar dari water heater. Perancanangan saluran gas buang ternyata juga

menentukan nyala api pembakaran yang dihasilkan. Jika saluran gas tidak

terancang dengan baik misalnya gas buang tidak dapat keluar maka tekanan gas

buang yang dihasilkan akan dapat menyebabkan api terdorong keluar dari ruang

bakar. Api tidak berfungsi dengan baik untuk memanaskan air.

2.1.5 Sumber Api

Dalam penelitian ini sumber api berasal dari kompor. Ada

(26)

Bahan bakar kompor juga menentukan titik nyala api. Semakin banyak api yang

mampu dihasilkan kompor dan semakin banyak api yang menyentuh sistem

saluran pipa air dengan siripnya, tentuk akan semakin besar kalor yang dapat

dipindahkan ke dalam air melalui saluran pipa air. Dengan catatan proses

pembakaran yang terjadi dalam peralatan water heater berlangsung dengan

sempurna. Gambar 2.1 dan 2.2 menunjukkan gambar regulator kompor dan selang

gas yang digunakan dalam pembuatan water heater.

Gambar 2. 1Regulator kompor

Gambar 2. 2Selang gas

2.1.6 Isolator

Isolator diperlukan agar kalor hasil pembakaran bahan bakar tidak banyak

(27)

satu isolator panas yang cukup murah dan mudah diperoleh. Jika menggunakan

udara sebagai isolator, maka pemasukan udara untuk keperluan pembakaran dapat

melalui lubang-lubang yang dibuat di dinding tabung dalam. Jadi jika tabung

dalam digunakan untuk proses pembakaran maka sebaiknya permukaan sebelah

luar dari tabung dalam diberi isolator agar kalor hasil pembakaran tidak keluar.

Tabel 2.3 memperlihatkan nilai konduktifitas termal beberapa isolator seperti

gabus, wol, kayu, dan lainnya.

Tabel 2. 3Konduktifitas termal beberapa isolator (Sumber :

http://www.scribd.com/doc/61109210/BAB-II-Termal)

Media Konduktifitas Termal (k)

W/m.ºC

Gabus 0,042

Wol 0,040

Kayu 0,08-0,016

Bata 0,84

Busa 0,024

(28)

2.1.7 Laju Aliran Kalor yang Diterima Air

Laju aliran kalor yang diterima air ketika mengalir di dalam saluran pipa

dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut:

__________________________ (2.1)

________________(2.2)

Gambar 2. 3Laju aliran kalor

dengan:

= laju aliran kalor yang diterima oleh air (watt)

= debit air (liter/menit)

= kalor jenis air (J/kg0C)

= suhu air masuk water heater (0C)

= suhu air keluar water heater (0C)

= kecepatan rata-rata fluida mengalir (m/s)

(29)

2.1.8 Laju Aliran Kalor yang Diberikan Gas

Kalor yang diberikan oleh gas dapat dihitung menggunakan persamaan

(2.3) sebagai berikut:

_______________________________________________(2.3)

Pada persamaan (2.3):

= laju aliran kalor yang diberikan oleh gas, watt

= massa gas LPG yang terpakai (kg/s)

= nilai kalor jenis LPG (J/kg), (1kkal = 4186,6 J)

2.1.9 Efisiensi

Efisiensi water heater dapat dihitung menggunakan persamaan (2.4) sebagai

berikut:

________________________________________________(2.4)

Pada persamaan (2.4):

η = efisiensi water heater(%)

= laju aliran kalor yang diterima air (watt)

(30)

2.2. REFERENSI

Kegiatan rekayasa dan pengembangan water heater untuk memenuhi

kebutuhan masyarakat berkembang pesat. Water heater yang ditawarkan

dipasaran bermacam – macam misalnya, dari model bentuk, kapasitas air yang

mengalir, dan juga sumber bahan bakar yang digunakan. Sumber bahan bakar

yang digunakan dalam water heater misalnya, LPG, energi listrik, energi

matahari, biogas, dan masih banyak lagi. Untuk kapasitas air per menit juga

bervariasi, rata – rata water heater yang dijual di pasaran berkapasitas 5 – 8

L/menit, biasanya digunakan dalam rumah tangga, sedangkan untuk kapasitas

yang lebih besar biasanya digunakan dihotel.

Referensi pembanding untuk pembuatan water heater bahan bakar gas

LPG adalah water heater merk Modena seri GI-6,water heater Rinnai

REU-55RTB, dan water heater Heating Equipment JLG30-BV6 yang karakteristiknya

adalah sebagai berikut :

a. Gas water heater Modena GI-6

Gambar 2.4 menyajikan water heater produk pabrik yang mempunyai

[image:30.612.99.511.215.538.2]

(31)

[image:31.612.102.512.101.564.2]

Gambar 2. 4Water heaterModena GI-6

Nama Produk : Modena

Negara Pembuat : Italia

Spesifikasi

 Model : GI-6

 Warna : Putih (GI-6), Inox (GI-6S)

 Bahan pipa : tembaga

 Diameter pipa : 4 inci

 Kapasitas maksimum : 6 L/menit

 Dimensi Luar : 740 mm x 430 mm x 248 mm

 Tipe Gas : NG LPG

 Jangkauan Temperatur : 30°C-75°C

b. Gas water heater Rinnai REU-55RTB

Gambar 2.5 menyajikan water heater produk pabrik yang mempunyai

(32)

[image:32.612.103.508.103.567.2]

Gambar 2. 5Water heaterRinnai REU-55RTB

Nama Produk : Rinnai

Negara Pembuat : Japan

Spesifikasi

 Gas Input : 0,5 kg/jam

 Model : REU-55RTB

 Kapasitas Maksimum : 5-8 L/menit

 Jangkauan Maksimum : 20°-50°C

 Tipe Gas : LPG

c. Water heater Heating Equipment JLG30-BV6

Gambar 2.6 menyajikan water heaterproduk pabrik yang mempunyai nama

(33)

[image:33.612.102.509.100.567.2]

Gambar 2. 6Water heaterHeating Equipment JLG30-BV6

Negara Pembuat : China

Nama Produk : Smales

Spesifikasi

 Model : JLG30-BV6

 Berat : 39 kg

 Jangkauan Temperatur : 40°C - 90°C

 Efisiensi : > 90%

d. Water heater Wall-mounted Gas Boiler (JLG24-BV6)

Gambar 2.6 menyajikan water heaterproduk pabrik yang mempunyai nama

(34)

[image:34.612.105.507.105.632.2]

Gambar 2. 7Water heater wall-mounted gas boiler (JLG24-BV6)

Negara Pembuat : China

Nama Produk : Smales

Spesifikasi

 Model : JLG24-BV6

 Berat : 37 kg

 Jangkauan Temperatur : 40°C - 80°C

(35)

19 BAB III

RANCANGAN DAN PEMBUATANWATER HEATER

3.1 RANCANGAN WATER HEATER

Sebelum membuat water heater terlebih dahulu harus membuat rancangan

water heater untuk memudahkan dalam pembuatannya. Selain itu rancangan

water heater dapat memberikan informasi bahan-bahan apa yang diperlukan dan

urutan pengerjaannya. Langah pertama yang dilakukan adalah menggambar

konstruksi water heater seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.1. Gambar 3.1

memberikan informasi mengenai bagian-bagian water heater yang terdiri dari

chasing bagian dalam yang merupakan tabung bagian dalam, chasing bagian

tengah, chasing bagian luar, input, lilitan pipa tembaga bagian dalam, lilitan pipa

[image:35.612.101.508.220.648.2]

tembaga bagian luar, lubang oksigen tabung luar, input dan output.

(36)

Pada Gambar 3.2 menunjukkan rancangan tutup water heaterdengan

ukuran diameter lubang sebesar 2,5 cm, diameter tutup bagian dalam 11,5 cm dan

diameter tutup luar sebesar 25 cm.

Dalam penyusunan tugas akhir ini water heateryang dibuat mempunyai 3

bagian tabung yakni, tabung bagian luar, tabung bagian tengah dan tabung bagian

[image:36.612.103.507.178.478.2]

(37)

[image:37.612.103.509.105.584.2]

Gambar 3. 3Tabung bagian luar water heater

Gambar 3. 4 Tabung bagian tengahwater heater

(38)

[image:38.612.106.511.103.507.2]

Gambar 3. 5Tabung bagian dalam water heater

Cara Kerja dari water heaterini sebenarnya sangat sederhana yaitu sama

seperti memasak air. Perbedaanya adalah terletak pada kondisi/keadaan air yang

dipanaskan. Pada water heater, air yang dipanaskan mengalir secara terus

menerus.

Sebenarnya masih banyak bahan yang memiliki nilai konduktor termal

lebih tinggi dibandingkan tembaga seperti emas dan perak. Akan tetapi jika dilihat

dari segi ekonomi, tembaga lebih murah dibandingkan emas dan perak.

Mekanisme perpindahan kalor yang terjadi pada water heater yaitu

perpindahan kalor secara konduksi dan perpindahan kalor konveksi. Proses

perpindahan kalor konveksi terjadi pada saat nyala api menyentuh sirip-sirip

tembaga, kemudian, dari sirip-sirip tembaga panas yang diterima mengalir menuju

pipa tembaga, proses ini disebut perpindahan kalor secara konduksi dan

(39)

Secara umum rancangan water heater dapat ditunjukkan seperti Gambar

3.6 yaitu mempunyai lubang input untuk memasukkan air dan lubang output

[image:39.612.103.506.185.571.2]

untuk mengeluarkan air yang telah mengalami proses kinerja water heater.

Gambar 3. 6Rancangan water heater

3.2 PEMBUATAN WATER HEATER

Dalam pembuatan water heater diperlukan persiapan-persiapan antara

lain: bahan water heater, sarana dan alat yang digunakan dan langkah-langkah

kerja yang jelas.

3.2.1 Bahan Water Heater

Adapun bahan-bahan yang diperlukan untuk membuat water heateradalah

sebagai berikut:

a. Pipa tembaga dengan diameter 0.5 inchi sebagai saluran air.

(40)

3.2.2 Sarana dan Alat-Alat yang Digunakan

Sarana dan alat-alat yang dipergunakan untuk proses pembuatan pemanas

air ini adalah sebagai berikut:

a. Mesin bor digunakan untuk membuat lubang saluran udara yang berada di

sisi luar tabung.

b. Alat penekuk alat digunakan untuk menekuk plat besi.

c. Palu digunakan saat membuat lubang saluran udara di bagian tabung

dalam.

d. Obeng digunakan untuk mengencangkan selang yang dipasang di saluran

masuk dan keluar.

e. Penggaris digunakan saat menggaris agar lebih mudah saat memotong plat

besi.

f. Jangka digunakan untuk membuat lingkaran pada tembaga sebelum

dipotong.

g. Las digunakan untuk mengelas pipa tembaga dan plat besi.

h. Alat pembengkok/roll digunakan untuk membengkokkan pipa.

i. Alat pemotong digunakan untuk memotong pipa tembaga.

3.2.3 Langkah-Langkah Pengerjaan

3.2.3.1 Persiapan

Sebelum membuat water heater ada beberapa persiapan yang harus

(41)

a. Menyiapkan rancangan water heater

Persiapan pertama adalah menyiapkan rancangan water heater dengan

menggambar design dengan gambar tangan atau menggunakan software

pendukung lainnya.

b. Menyiapkan alat-alat dan bahan

Setelah menyiapkan rancangan water heater selesai, maka kita dapat

menyiapkan bahan-bahan dan alat yang dibutuhkan dalam pembuatan

water heater.

c. Menyiapkan keperluan lainnya

Persiapan selanjutnya adalah menyiapakan keperluan lainnya misalnya

meminta izin peminjaman alat di laboratorium.

3.2.3.2 Pengerjaan

Langkah-langkah kerja dalam proses pengerjaan water heater adalah

sebagai berikut:

a. Melengkungkan pipa

Dalam pembengkokan pipa tembaga agar dapat berbentuk spiral maka

harus menggunakan mesin roll untuk membengkokkannya. Jika dalam

proses melengkungkan pipa tembaga secara manual maka hasil yang

diperoleh kadang tidak sesuai dengan apa yang kita inginkan dan

(42)

[image:42.612.104.507.102.684.2]

Gambar 3. 7Alat pembengkok dan pemotong pipa

(43)

b. Membuat tabung

Tabung pada water heater ini terdiri dari 3 lapisan yaitu lapisan pertama

(lapisan bagian luar, lapisan kedua (lapisan bagian tengah) dan lapisan

ketiga (lapisan paling dalam). Bahan yang digunakan dalam pembuatan

[image:43.612.103.508.237.561.2]

tabung adalah plat besi. Gambar 3.9 menunjukkan tabung bagian luar.

(44)

[image:44.612.104.508.104.632.2]

Gambar 3. 10Hasil pembuatan tabung bagian tengah

(45)

c. Membuat penutup bagian luar bagian atas

Bahan yang digunakan untuk membuat penutup bagian atas adalah

tembaga. Fungsi dari penutup atas ini adalah sebagai penutup saja dan

apabila dalam percobaan suhu yang dihasilkan tidak sesuai dengan apa

yang diinginkan maka penutup bagian atas ini dapat dilepas agar suhu

[image:45.612.103.510.230.568.2]

menjadi naik.

Gambar 3. 12Hasil pembuatan tutup water heater

d. Membuat saluran udara

Dalam proses pembakaran sangat diperlukan oksigen. Oleh karena itu,

dibuatlah lubang saluran udara supaya kalor yang dihasilkan bisa lebih

(46)

[image:46.612.102.509.100.604.2]

Gambar 3. 13Saluran udara dalam tabung

e. Pemasangan kompor

Pada pemasangan kompor ini, hanya proses penginstalan kompor dan

tungkunya yang perlu disesuaikan sehingga bentuk dari kompor tidak

mengalami perubahan. Akan tetapi bagian belakang kompor perlu

(47)

[image:47.612.103.510.105.683.2]

Gambar 3. 14Kompor water heater

(48)

3.3 HASIL PEMBUATAN

Hasil dari pembuatan water heater disajikan pada Gambar 3.16, 3.17 dan

[image:48.612.102.512.177.566.2]

3.18.

(49)

[image:49.612.104.511.99.563.2]

(50)

[image:50.612.100.510.98.565.2]

(51)

3.3.1 Kesulitan dalam Pengerjaan

a. Pelengkungan pipa spiral

Penulis mendapat kesulitan pada saat melengkungkan pipa agar berbentuk

spiral.

b. Pembuatan tabung

Dalam pembuatan tabung, tembaga harus dipatri sehingga membutuhkan

orang yang ahli di bidangnya.

c. Penyambungan pipa tembaga

Kesulitan selanjutnya adalah pada saat penyambungan pipa tembaga,

penulis menggunakan mesin las sehingga harus berhati-hati dalam

(52)

BAB IV

METODOLOGI PENELITIAN

4.1 SKEMATIS PENGUJIAN

Skematis pengujian memudahkan penguji untuk menilai kinerja alat yang

telah dibuat. Gambar 4.1 menunjukkan gambar skematis pengujian pada water

heater yang terdiri dari gambar kran, tabung gas LPG, water heater, kompor,

[image:52.612.106.507.276.608.2]

termokopel dan gelas ukur.

Gambar 4. 1Skema rangkaian alat

Untuk mengalirkan air menuju alat water heater diperlukan adanya air dari

(53)

mengaliri water heater. LPG digunakan sebagai bahan bakar kompor untuk

memanasi air yang mengalir di dalam water heater. Untuk mengatur suhu air

masuk (input) dan suhu air keluar menggunakan termokopel digital.

4.2 VARIASI PENELITIAN

Variasi penelitian dilakukan terhadap besar kecilnya debit air yang masuk

ke dalam pemanas air dengan debit gas yang konstan pada pemanas air.

4.3 PERALATAN PENGUJIAN

4.3.1 Alat-Alat yang Digunakan

a. Termokopel

[image:53.612.102.507.257.595.2]

Termokopel digunakan untuk mengukur suhu fluida yang keluar.

(54)

b. Kompor gas dan LPG

Kompor gas dan LPG digunakan sebagai pengatur debit sekaligus menjadi

penyuplai kalor.

Gambar 4. 3LPG

c. Kran

Kran air berfungsi sumber air dan pengatur debit air.

d. Selang air

Selang air sebagai penyambung air dari kran ke pipa tembaga masuk

(55)

[image:55.612.101.510.104.566.2]

Gambar 4. 4Selang air

e. Selang karet

Selang karet berfungsi untuk menyambungkan gas ke kompor.

f. Kalkulator dan alat tulis

Kalkulator digunakan untuk membantu dalam perhitungan pengolahan

data. Alat tulis digunakan untuk menulis data yang telah diperoleh.

g. Penyangga

Penyangga sebagai tumpuan water heater.

h. Stopwatch

(56)

i. Gelas ukur

Gelas ukur digunakan sebagai tempat penampung fluida dan juga

[image:56.612.102.509.196.513.2]

pengukur banyaknya air per menit.

Gambar 4. 5Gelas ukur

4.4 CARA MEMPEROLEH DATA

Data debit air diperoleh dengan mengukur debit air yang mengalir

mempergunakan gelas ukur dan stopwatch. Banyaknya air yang mengalir setiap

menit dicatat setiap ada perubahan debit. Pengukuran suhu air dilakukan dengan

memasang termokopel pada sisi keluar water heater. Suhu air dicatat setiap ada

(57)

4.5 CARA MENGOLAH DATA

Data yang telah diperoleh kemudian diolah untuk mengetahui hubungan

antara debit air dengan suhu air keluar dari water heater dan hubungan antara

debit air dengan laju aliran keluar water heater. Data dihitung menggunakan

persamaan matematika yang tercantum pada bab II. Program pendukung yang

digunakan untuk mengolah data adalah Microsoft Excel 2007. Adapun

langkah-langkah yang dilakukan adalah sebagai berikut:

a. Memilih data yang akan dijadikan nilai pada sumbu x dan y.

b. Pilih insert kemudian pilih jenis grafik scatter.

c. Selanjutnya pilih chart layouts, pilih grafik yang dapat menampilkan

persamaan garisnya.

d. Akan muncul sebuah grafik yang menghubungkan titik-titik pada grafik,

klik kanan pilih format trendline.

e. Muncul enam pilihan yaitu exponential, linear, logarithmic, polynomial,

power dan moving average. Coba satu persatu, pilih yang menghasilkan

garis yang paling mendekati dengan titik-titik.

f. Jika sudah memilih salah satu klik close.

4.6 CARA MENYIMPULKAN

Data yang telah diolah akan menghasilkan persamaan antara hubungan

debit air dengan laju aliran keluar maupun hubungan debit air dengan suhu air

keluar dari water heater. Dari persamaan hubungan tersebut dapat dianalisa

hasilnya dan disimpulkan apakah ada pengaruh yang signifikan antara kedua

(58)

42 BAB V

HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1 HASIL PENGUJIAN

Hasil pengujian pemanas air meliputi: debit air, suhu air masuk Ti, suhu air

keluar T0disajikan pada Tabel 5.1. Pengujian dilakukan pada kondisi tekanan udara

luar. Aliran gas pada kompor gas diposisikan pada posisi maksimum. Air yang

dipergunakan adalah air kran.

No Debit air

(liter/menit)

Suhu air masuk T(0C)

Suhu air keluar T(0C)

T (0C)

1 12 27 34,7 7,7

2 10,08 27 35,8 8,8

3 9,84 27 37,1 10,1

4 8,2 27 38,2 11,2

5 7,92 27 39 12

6 6,96 27 41,3 14,3

7 4,8 27 48,7 21,7

8 4,44 27 51 24

9 3,72 27 56,1 29,1

10 2,46 27 67 40

11 1,86 27 81 54

12 1,62 27 91 64

13 1,32 27 99,7 72,7

(59)

5.2 PERHITUNGAN

Perhitungan kecepatan air rata-rata um, laju aliran massa air m dan laju aliran

kalor q yang diserap air dilakukan dengan mempergunakan data-data seperti tersaji

pada Tabel 5.1. Data lain yang dipergunakan adalah:

Jari-jari pipa saluran (r) = 0,0635 m

Massa jenis air () = 995,8 kg/m3

Kalor jenis air (cp) = 4179 J/ (kg0C)

Debit gas (mgas) = 0,55 kg/30 menit

5.2.1 Perhitungan Kecepatan Air Rata-Rata um

Perhitungan kecepatan air rata-rata um yang mengalir di dalam saluran pipa air

mempergunakan persamaan:

Satuan debit air dijadikan dalam satuan m3/s.

Untuk debit air = 12 liter/menit

(60)

Untuk debit air = 9,84 liter/menit

(61)

(62)

5.2.2 Perhitungan Laju Aliran Massa air, mair

Perhitungan laju aliran massa air di dalam saluran pipa air mempergunakan

persamaan (2.2):

Berikut akan ditunjukkan perhitungan laju aliran massa air untuk setiap debit air.

(63)

Hasil data-data ini akan disajikan pada tabel 5.2.

5.2.3 Perhitungan Laju Aliran Kalor yang Diterima Air

Perhitungan laju aliran kalor yang diserap oleh air di dalam saluran pipa

mempergunakan persamaan (2.1):

Berikut ini perhitungan laju aliran air yang diterima untuk setiap debit air:

(64)

(65)

Hasil data-data ini akan disajikan pada tabel 5.2.

5.2.4 Perhitungan Laju Aliran Kalor yang Diberikan Gas

Perhitungan laju aliran kalor yang diberikan oleh gas menggunakan

persamaan (2.3):

5.2.5 Efisiensi

Perhitungan efisiensi kompor gas menggunakan persamaan (2.4):

(66)

(67)

[image:67.612.104.515.225.558.2]

5.3 Pembahasan

Tabel 5.2 menyajikan data mengenai debit air, suhu air masuk , suhu air keluar serta

hasil perhitungannya berupa nilai mair, qairdan efisiensinya.

Tabel 5. 2 Hasil Perhitungan mair, qairdan efisiensi

No Debit air (liter/menit)

Suhu air masuk

T(0C)

Suhu air keluar

T(0C)

T (0C)

mair (kg/s) qair (watt) Efisiensi (%)

1 12 27 34,7 7,7 0,199 6403,48

2 10,08 27 35,8 8,8 0,167 6141,46

3 9,84 27 37,1 10,1 0,163 6879,89

4 8,2 27 38,2 11,2 0,136 6365,45

5 7,92 27 39 12 0,131 6569,39

6 6,96 27 41,3 14,3 0,115 6872,37

7 4,8 27 48,7 21,7 0,080 7254,74

8 4,44 27 51 24 0,074 7421,90

9 3,72 27 56,1 29,1 0,062 7539,75

10 2,46 27 67 40 0,041 6853,56

11 1,86 27 81 54 0,031 6995,65

12 1,62 27 91 64 0,027 7221,31

13 1,32 27 99,7 72,7 0,022 6683,89

Dari tabel 5.2 dapat dibuat tiga grafik yang memberikan informasi mengenai

hubungan debit air dengan suhu air keluar, hubungan debit air dengan laju aliran

kalor dan hubungan debit air dengan efisiensi water heater. Gambar 5.1

(68)

diperoleh informasi bahwa debit air berpengaruh terhadap suhu keluar dari water

heater. Semakin besar debit air, suhu air semakin rendah.

Hubungan antara debit air dengan suhu air keluar dapat dinyatakan dengan

persamaan:

,R2= 0,989

Persamaan tersebut berlaku untuk debit air 1,32 liter/menit sampai dengan 12

liter/menit pada tekanan udara luar sekitar 1 atm dengan suhu air masuk 270C. Nilai

koefisien determinasi R2 = 0,989, artinya variasi dari Toutdapat diterangkan oleh mair

sebesar 0,989. R2mengukur seberapa dekat garis regresi yang terestimasi dengan

[image:68.612.106.515.274.634.2]

data sesungguhnya.

(69)

Di pasaran salah satu water heater dengan nama produk JLG30-BV6

dengan maksimum debit 6 liter/menit mempunyai suhu air keluar dari antara

40-800C. Hal ini berarti bahwa water heater yang dibuat dalam penelitian ini mampu

bersaing dengan yang dijual di pasaran, karena pada debit 6,96 liter/menit mampu

[image:69.612.106.508.212.551.2]

menghasilkan suhu keluar water heatersebesar 41,30C.

Gambar 5.2Hubungan debit air dengan laju aliran kalor

Gambar 5.2 menampilkan suatu grafik yang menghubungkan debit air dengan

laju aliran kalor. Dari gambar 5.2 menunjukkan bahwa debit air berpengaruh

terhadap laju aliran kalor atau dapat dikatakan bahwa besarnya laju aliran kalor yang

diterima air bergantung pada debit air yang mengalir. Trendline yang dihasilkan

(70)

R2= 0,462

liter/menit pada tekanan udara luar sekitar 1 atm dan pada suhu air masuk 270C.

Nilai qair paling tinggi sebesar 7539,75 watt pada debit air sebesar 3,72 liter/menit.

Adapun nilai qair paling rendah sebesar 6178,23 watt pada debit air sebesar 10,08

liter/menit. Nilai koefisien determinasi sebesar 0,462 sehingga variasi dari variabel

[image:70.612.102.522.255.567.2]

qairdapat diterangkan oleh variabel mairhanya sebesar 0,462.

Gambar 5.3Hubungan debit air dengan efisiensi water heater

Gambar 5.3 menampilkan grafik yang memberikan informasi mengenai

hubungan antara debit air dengan efisiensi. Dari gambar 5.3 dapat diketahui dapat

diketahui bahwa debit air yang masuk berpengaruh terhadap efisiensi water heater.

(71)

3,72 liter/menit sedangkan nilai terendah sebesar 40,586% pada debit air 10.08

liter/menit. Ini menunjukkan bahwa nilai efisiensi sebanding dengan jumlah kalor

yang diperlukan water heater. Semakin besar nilai jumlah kalor yang diperlukan

maka nilai efisiensi water heater juga semakin besar. Hubungan antara debit air

dengan efisiensi dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:

η=-0,086mair2+ 0,630mair+ 45,48

R2= 0,462

liter/menit pada tekanan udara luar sekitar 1 atm dan pada suhu air masuk 270C.

Nilai koefisien determinasi variasi dari η terhadap variabel mair sebesar 0,462

sehingga hanya 0,462 yang dapat diterangkan oleh nilai mair. Efisiensi water heater

yang dibuat tidak dapat mencapai 100% karena adanya kalor hilang melalui radiasi

ataupun terbawa gas buang. Gas buang memiliki suhu yang lebih tinggi

dibandingkan ketika udara masuk ke water heater. Radiasi dari proses pembakaran

(72)

56

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 KESIMPULAN

Dari hasil pembahasan diperoleh kesimpulan sebagai berikut :

a. Cara merancang dan membuat water heater adalah sebagai berikut:(1) menyiapkan rancangan water heater;(2) menyiapkan alat-alat dan bahan; (3) menyiapkan keperluan lainnya; (4) melengkungkan pipa; (5) membuat tabung; (6) membuat penutup bagian luar bagian atas; (7) membuat saluran udara; (8) pemasangan kompor.

b. Hubungan antara debit air (mair) yang masuk dengan suhu air keluar (Tout) dapat

dinyatakan dengan persamaan:

Tout= 109,5mair-0,49

R2= 0,989

Persamaan ini berlaku untuk debit 1,32 liter/menit sampai dengan 12 liter/menit pada tekanan udara luar 1 atm dengan suhu air masuk 27°C.

c. Hubungan antara debit air yang masuk (mair) dengan laju aliran kalor (qair) dapat

dinyatakan dengan persamaan :

qair= 13.15mair2+ 95,94mair+ 6924

R2= 0,462

d. Kalor yang diterima air dari water heater berkisar antara: 6178,23 – 7539,75 watt. Jumlah kalor terbesar sebesar : 7539,75 watt.

(73)

dinyatakan dengan persamaan:

η=-0,086mair2+ 0,630mair+ 45,48

R2= 0,462

6.2 SARAN

Adapun beberapa saran yang dapat menjadikan pengembangan dan perbaikan pembuatanwater heater:

a. Pemilihan bahan dalam pembuatan water heatersangat berpengaruh pada hasil yang diperoleh. Bahan dengan kondiktivitas termal tinggi mampu memindahkan kalor dengan baik.

b. Besar lubang keluar gas buang berpengaruh terhadap hasil yang diperoleh. Perancangan yang tepat akan memberikan hasil yang optimal

c. Pemilihan diameter dan panjang pipa berpengaruh terhadap hasil yang diperoleh.

(74)

Holman, J.P. 1993. Perpindahan Kalor. Edisi Keenam. Erlangga: Jakarta Anonim, aptogaz.files.wordpress.com/2007/07/peranan-lpg-di-dapur-anda.pdf)

diakses pada tanggal 5 Juli 2013

Anonim,http://www.bhinneka.com/products/sku00712439/modena_rapido_-_gi_6.aspx,

diakses pada tanggal 11 juli 2013

Anonim,http://www.rinnai.co.id/product-rinnai/REU-55RTB, diakses pada tanggal 12 juli 2013

Anonim, http://teknindogas.wordpress.com/2010/05/25/kompor-gas-tungku-besar-rp-300-000/, diakses pada tanggal 18 Juli 2013

Anonim, http://www.topfreebiz.com/product/1665633/Heating-Equipment-JLG30-BV6.htm, diakses pada tanggal 18 Juli 2013

Anonim, http://www.topfreebiz.com/product/1549898/Wall-mounted-Gas-Boiler-JLG24-BV6.htm, diakses pada tanggal 16 Agustus 2013

Anonim,http://lpg-3kg.blogspot.com/,diakses pada tanggal 18 Juli 2012

Santoso, A.U,2003.Diktat Teknik Pembakaran. Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma: Yogyakarta

Suhartini, http://suhartinichemist.blogspot.com/, diaksespada tanggal 18 Desember 2013

Hidayat, Arief.,Haryono,S.H.,Sri, H.B. Analisisis Emisi Karbon Monoksida (CO) dan Distribusi Aliran Gas Pembakaran pada Udara dalam Ruang Dapur Rumah Tangga Menggunakan Model Computational Fluid Dyamics (CFD). Semarang: Fakultas Studi Teknik Lingkungan FT UNDIP.

(75)

59

Beberapa Tabel dan Daftar

( sumber: Holman. J.P. 1993. Perpindahan kalor )

(76)

(77)

(78)