PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Transkripsi

1 MESIN PENGERING PAKAIAN SISTEM TERBUKA DENGAN DEBIT ALIRAN UDARA 0,032 m 3 /s SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana Teknik pada program studi Teknik Mesin Diajukan Oleh EVAN RENALDI NIM: PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2015 i

2 OPEN SYSTEM CLOTH DRYER MACHINE WITH DISCHARGE OF AIR FLOW RATE 0,032 m 3 /s FINAL PROJECT As Partical Fulfillment Of The Requirement To Obtain The Sarjana Teknik Degree In Mechanical Engineering By EVAN RENALDI Student Number: MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2015 ii

3 MESIN PENGERING PAKAIAN SISTEM TERBUKA DENGAN DEBIT ALIRAN UDARA 0,032 m 3 /s Disusun oleh EVAN RENALDI NIM : iii

4 MESIN PENGERING PAKAIAN SISTEM TERBUKA DENGAN DEBIT ALIRAN UDARA 0,032 m 3 /s Dipersiapkan dan disusun oleh: NAMA : EVAN RENALDI NIM : iv

5 PERNYATAAN 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 terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. v

6 LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Evan Renaldi Nomor Mahasiswa : Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul : Mesin Pengering Pakaian Sistem Terbuka Dengan Debit Aliran Udara 0,032m 3 /detik 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. vi

7 ABSTRAK Dewasa ini mesin pengering pakaian yang ramah lingkungan, aman, praktis dan dapat dipergunakan kapan saja dianggap sangat penting bagi masyarakat terutama di daerah pemukiman padat, daerah industri dan pelaku bisnis yang menggunakan mesin pengering untuk mengeringkan pakaian. Tujuan penelitian adalah : (a) merancang dan membuat mesin pengering pakaian, (b) mengetahui kecepatan pengeringan pakaian yang dibuat dengan berbagai variasi jumlah pakaian yang dikeringkan. Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Mesin pengering pakaian yang dibuat berjenis sistem terbuka dengan debit aliran udara 0,032 m 3 /detik. Bahan pakaian yang digunakan untuk penelitian yaitu kain salur polyester dengan ukuran untuk panjang 120 cm, lebar 35 cm, dan tebal 0,2 cm. Variasi penelitian adalah jumlah pakaian yang terdiri dari; 5 pakaian, 10 pakaian, 15 pakaian, dan 20 pakaian. Hasil penelitian menunjukan bahwa rata-rata kemampuan mengeringkan massa air sebesar 0,739 kg/jam. Hasil penelitian menghasilkan; waktu untuk mengeringkan 5 pakaian merupakan paling cepat, dengan kecepatan pengeringan sebesar 0,923 kg/jam. Variasi 20 pakaian merupakan kapasitas paling efektif dari mesin pengering. Kata kunci : Mesin pengering pakaian, refrigerant dehumidifier. vii

8 ABSTRACT Nowadays, a clothes dryer machine which is environmentally-friendly, safe, practical and can be used at any time, is considered very important especially for dense settlement, industrial areas and business actors. The goals of this research are: (a) to design and make a clothes dryer machine, (b) to measure speed of clothes drying with variations of number of clothes. The research conducted in Laboratory of Mechanical Engineering Sanata Dharma Yogyakarta University. The clothes dryer machine is open system with discharge of air flow rate 0,032 m 3 /second. The clothes in this research are polyester stripe fabric, with the size for length 120 cm, width 35 cm, and thickness 0,2 cm. Variation of the research parameter is number of clothes: 5 clothes, 10 clothes, 15 clothes, and 20 clothes. The results show that average of drying speed is 0,739 kg/hour mass of water. The research results show: Time for drying 5 clothes is the fewest with drying speed of 0,923 kg/hour. 20 clothes variation brings the most effective capacity of the clothes dryer machine. Keywords: Clothes dryer machine, open system, refrigerant dehumidifier. viii

9 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang senantiasa memberikan rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi dengan baik. Skripsi ini merupakan syarat yang harus dilaksanakan untuk menyelesaikan jenjang pendidikan S-1 di Prodi Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Univesitas Sanata Dharma Yogyakarta. Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian ini melibatkan banyak pihak. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 2. Ir. PK. Purwadi, M.T., selaku Kepala Prodi Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta dan Dosen Pembimbing Skripsi. 3. Doddy Purwadianto, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik. 4. Dosen Program Studi Teknik Mesin yang telah memberi bekal ilmu pengetahuan sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Skripsi ini. 5. Senjaya Wiratmadja dan Lina Luciana sebagai orang tua, atas semua dukungan baik secara moril maupun materi yang diberikan kepada penulis selama belajar di Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma. 6. Virginia Angela Stevany yang memberikan semangat dan selalu mendampingi dengan setia dalam menyelesaikan Skripsi ini. 7. Dosen Program Studi Teknik Mesin yang telah memberi bekal ilmu pengetahuan sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Skripsi ini. 8. Teman-teman Teknik Mesin kelompok Skripsi mesin pengering pakaian sistem terbuka, atas kerjasamanya selama penelitian Skripsi. ix

10 Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian dam menyusun Skripsi ini masih banyak kekurangan yang perlu diperbaiki, untuk itu kami mengharapkan masukan, kritik, dan saran dari berbagai pihak untuk dapat menyempurnakannya. Semoga Skripsi ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca. Terimakasih. Yogyakarta, 18 Mei 2015 Penulis x

11 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... TITLE PAGE... HALAMAN PERSETUJUAN HALAMAN PENGESAHAN. HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA i ii iii iv v LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS vi ABSTRAK... vii ABSTRACT viii KATA PENGANTAR. ix DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR.. xi xiv xv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian... 3 BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA Dasar Teori.. 4 xi

12 2.1.1 Metode Metode Pengeringan Pakaian Dehumidifier Parameter Dehumidifier Kelembaban Suhu Udara Aliran Udara Kelembaban Spesifik Siklus Kompresi Uap Psychrometric Chart Parameter dalam Psychrometric Chart Proses yang Terjadi pada Udara dalam Psychrometric Chart Proses yang Terjadi pada Mesin Pengering Pakaian Tinjauan Pustaka. 23 BAB III METODE PENELITIAN Alat dan Bahan Penelitian Alat dan Bahan Pembuatan Mesin Pengering Pakaian Alat Bahan Alat Bantu Penelitian Tata Cara Penelitian Alur Pelaksanaan Penelitian Pembuatan Mesin Pengering Pakaian xii

13 3.3.3 Proses Pengisian Refigeran 134a Proses Pemetilan Proses Pemvakuman Proses Pengisian Refigeran 134a Skematik Pengambilan Data Langkah-langkah Pengambilan Data Cara Menganalisis dan Menampilkan Hasil Cara Mendapatkan Kesimpulan.. 45 BAB IV HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian Perhitungan Pembahasan.. 58 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran. 62 DAFTAR PUSTAKA.. 63 LAMPIRAN 65 A. Foto Alat Yang Digunakan dalam Penelitian. 65 B. Spesifikasi Alat Bantu Penelitian. 66 C. Contoh Psychrometric Chart dan p-h diagram. 68 xiii

14 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Tabel Pengambilan Data Tabel 3.2 Lanjutan Tabel Pengambilan Data. 43 Tabel 4.1 Data Hasil Rata-Rata Untuk Variasi 5 Pakaian Tabel 4.2 Lanjutan Data Hasil Rata-Rata Untuk Variasi 5 Pakaian.. 48 Tabel 4.3 Data Hasil Rata-Rata Untuk Variasi 10 Pakaian Tabel 4.4 Lanjutan Data Hasil Rata-Rata Untuk Variasi 10 Pakaian 48 Tabel 4.5 Data Hasil Rata-Rata Untuk Variasi 15 Pakaian 49 Tabel 4.6 Lanjutan Data Hasil Rata-Rata Untuk Variasi 15 Pakaian 49 Tabel 4.7 Data Hasil Rata-Rata Untuk Variasi 20 Pakaian 50 Tabel 4.8 Lanjutan Data Hasil Rata-Rata Untuk Variasi 20 Pakaian 50 Tabel 4.9 Massa Air yang Menguap dari pakaian (M 1 ). 51 Tabel 4.10 Data Hasil Perhitungan 5 Pakaian. 56 Tabel 4.11 Data Hasil Perhitungan 10 Pakaian Tabel 4.12 Data Hasil Perhitungan 15 Pakaian Tabel 4.13 Data Hasil Perhitungan 20 Pakaian Tabel 4.14 Contoh Pengeringan untuk 60 Pakaian.. 59 Tabel 4.15 Waktu yang Seharusnya dibutuhkan Mesin Pengering.. 60 xiv

15 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Mesin Pengering Pakaian dengan gas LPG Gambar 2.2 Mesin Pengering Pakaian dengan Gaya Sentrifugal Gambar 2.3 Pengering Pakaian dengan Cahaya Matahari... 6 Gambar 2.4 Refrigerant Dehumidifier. 7 Gambar 2.5 Desiccant Dehumidifier Gambar 2.6 Komposisi Udara Kering.. 9 Gambar 2.7 Hygrometer, Termometer Basah dan Termometer Kering.. 9 Gambar 2.8 Skematik Siklus Kompresi Uap Gambar 2.9 P-h Diagram Siklus Kompresi Uap Gambar 2.10 T-s Diagram Siklus Kompresi Uap.. 13 Gambar 2.11 Psychometric Chart.. 16 Gambar 2.12 Skematik Psychometric Chart.. 18 Gambar 2.13 Proses dalam Psychometric Chart 19 Gambar 2.14 Proses Pendinginan dan Penurunan Kelembaban 20 Gambar 2.15 Proses Pemanasan (heating). 20 Gambar 2.16 Proses Pendinginan Evaporatif 21 Gambar 2.17 Proses Pada Mesin Pengering.. 22 Gambar 3.1 Skematik Mesin Pengering Pakaian 24 Gambar 3.2 Kain Salur Polyester. 24 Gambar 3.3 Plat Seng Gambar 3.4 Styrofoam. 28 xv

16 Gambar 3.5 Busa Gambar 3.6 Kompresor Rotari Gambar 3.7 Kondensor Gambar 3.8 Pipa Kapiler Gambar 3.9 Evaporator Gambar 3.10 Filter Gambar 3.11 Refrigeran 134a Gambar 3.12 Kipas Exhaust Gambar 3.13 Pressure Gauge Gambar 3.14 Penampil Suhu Digital dan Termokopel.. 32 Gambar 3.15 Timbangan Digital 33 Gambar 3.16 Hygrometer Digital.. 33 Gambar 3.17 Inverter Variable Frequency Drive.. 34 Gambar 3.18 Anemometer Gambar 3.19 Skematik Diagram Alur Penelitian.. 35 Gambar 3.20 Pemasangan Komponen Gambar 3.21 Komponen Kelistrikan. 37 Gambar 3.22 Pemasangan Styrofoam dan Busa pada Casing 37 Gambar 3.23 Rangka Timbangan dan Hanger Gambar 3.24 Katup Pengisian Refrigeran. 40 Gambar 3.25 Skematik Pengambilan Data 41 Gambar 3.26 Contoh P-h Diagram. 46 Gambar 4.1 P-h Diagram. 52 xvi

17 Gambar 4.2 Pyschometric Chart.. 54 Gambar 4.3 Grafik Kecepatan Pengeringan. 59 Gambar A.1 Mesin Pengering Pakaian Sistem Terbuka Gambar A.2 Mesin Pengering Pakaian Sistem Terbuka Gambar B.1 Hygrometer Digital.. 66 Gambar B.2 Fleksibel Anemometer. 66 Gambar B.3 Inverter Toshiba Gambar B.4 Thermometer Digital Gambar C.1 Pyschometric Chart 5 Pakaian, 30 Menit. 68 Gambar C.2 Pyschometric Chart 10 Pakaian, 30 Menit Gambar C.3 Pyschometric Chart 15 Pakaian, 30 Menit Gambar C.4 Pyschometric Chart 20 Pakaian, 30 Menit Gambar C.5 P-h Diagram. 72 xvii

18 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Indonesia merupakan negara berkembang yang sedang giat membangun. Pembangunan dilakukan di segala bidang, yang berbentuk fisik seperti infrastruktur dan manufaktur, maupun non-fisik seperti pendidikan, perkembangan budaya, dll. Semua ini dilakukan untuk membentuk negara yang aman dan maju, meningkatkan kesejahteraan rakyat, dan meningkatkan kualitas manusia Indonesia yang diperlengkapi dengan semua syarat yang diperlukan untuk menjalankan pembangunan di Indonesia sehingga dapat bersaing dengan negara lain. Dewasa ini mesin pengering pakaian sangat digunakan untuk kebutuhan sehari-hari rumah tangga maupun menjadi incaran pelaku-pelaku bisnis yang bergerak di bidang laundry. Pada saat ini sudah dikenal beberapa jenis atau cara pengeringan pakaian, misalnya dengan cara memanfaatkan panas matahari, mesin pengering dengan menggunakan gas LPG, dan mesin pengering pakaian dengan menggunakan listrik. Namun demikian, ada kekurangan dan kelebihan dari setiap mesin pengering pakaian yang sudah ada tersebut. Kelebihan dari pengeringan pakaian menggunakan matahari yaitu murah, aman dan ramah lingkungan. Energi matahari dapat diperoleh dengan gratis. Tetapi disisi lain penggunaan energi matahari untuk pengeringan memiliki kerugian. Pada saat musim hujan, panas matahari sulit dipergunakan atau dimanfaatkan untuk pengering pakaian. Matahari tertutup awan, sehingga sinar matahari tidak mampu untuk mengeringkan pakaian. Tidak dapat dilakukan pada malam hari. Beberapa kelebihan dari mesin pengering pakaian dengan gas LPG, adalah memiliki waktu pengeringan yang lebih cepat, pengeringan yang tidak tergantung

19 2 pada keadaan cuaca, dapat dipergunakan pagi, siang, maupun malam hari. Kerugian dari mesin pengering pakaian dengan gas LPG adalah suhu gas yang dihasilkan terlalu tinggi untuk pengeringan, yang dapat menyebabkan pakaian cepat rusak, menimbulkan gas buang sehingga tidak ramah lingkungan dan membuat baju berbau, ada resiko meledaknya tabung gas LPG, butuh pengawasan pada saat pengoperasian mesin dilakukan. Kelebihan dari mesin pengering pakaian dengan listrik adalah mudahnya dalam pengoperasian, tidak tergantung cuaca dan dapat dipergunakan pagi, siang, dan malam hari. Kerugiannya dari mesin pengering listrik adalah borosnya listrik yang digunakan, karena daya yang digunakan mesinnya ini cukup tinggi. Dengan memahami masih banyak kekurangan yang ada pada mesin pengering pakaian, maka penulis tertantang untuk mendapatkan mesin pengering yang ramah lingkungan, aman atau tidak berbahaya, praktis dan dapat dipergunakan kapan saja. Berangkat dari persoalan tersebut, penulis melakukan penelitian dengan topik tersebut. 1.2 Rumusan Masalah Diperlukan suatu mesin pengering pakaian yang ramah lingkungan, aman dan dapat menggantikan peranan energi matahari dalam mengeringkan pakaian, terutama pada saat musim hujan. Dipasaran sebagian besar mesin pengering pakaian mempergunakan gas LPG, yang dirasa kurang ramah lingkungan. 1.3 Tujuan Tujuan dari penelitian tentang mesin pengering pakaian ini adalah : a. Merancang dan membuat mesin pengering pakaian yang praktis, aman, dan ramah lingkungan. b. Mengetahui kecepatan pengeringan mesin pengering pakaian yang dibuat dengan berbagai variasi jumlah pakaian yang dikeringkan.

20 3 1.4 Batasan Batasan dalam Pembuatan Mesin Batasan batasan yang diambil dalam pembuatan mesin pengering, yaitu : a. Mesin pengering mempunyai sistem terbuka. b. Mesin pengering bekerja dengan sumber energi dari listrik. c. Kapasitas ruang pengering berukuran panjang 2 m, lebar 1,5 m dan tinggi 2 m. d. Jenis pakaian yang dikeringkan kain salur polyester berukuran panjang 120 cm, lebar 35 cm, dan tebal 0,2 cm. e. Mesin pengering pakaian menggunakan sistem kerja mesin siklus kompresi uap. f. Kompresor yang digunakan berdaya 1 HP. Komponen lain menyesuaikan dengan daya kompresor standar seperti yang ada dipasaran. Refrigeran yang digunakan jenis 134a. 1.5 Manfaat Manfaat dari penelitian ini adalah : a. Menambahkan kasanah ilmu pengetahuan tentang mesin pengering pakaian. b. Hasil penelitian dapat dipergunakan sebagai, referensi dalam pembuatan mesin pengering pakaian dengan kerja yang lebih baik. c. Hasil penelitian dapat dipergunakan sebagai acuan bagi para peneliti lain untuk dapat merancang mesin pengering dengan kemampuan kerja yang lebih baik.

21 4 BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dasar Teori Metode-Metode Pengering Pakaian Metode dalam mengeringkan pakaian saat ini dipasaran ada beberapa macam, diantaranya (a) Pengering pakaian dengan gas LPG, (b) Pengering pakaian dengan gaya sentrifugal, (c) Pengeringan pakaian dengan cahaya matahari, (d) Pengering pakaian dengan metode dehumidifikasi. Berikut ini penjelasannya: a. Pengering pakaian dengan gas LPG Mesin pengering jenis ini diketahui memiliki kecepatan yang sangat cepat untuk mengeringkan pakaian yang basah. Dapat dilihat pada Gambar 2.1 mesin pengering pakaian dengan gas LPG. Gambar 2.1 Mesin pengering pakaian dengan gas LPG. mesin-pengering-laundry+tl-60.jpg Pengering pakaian gas LPG dengan berbagai modifikasinya banyak ditemui dipasaran. Prinsip kerja metode pengering pakaian ini yaitu memanfaatkan panas yang dihasilkan pemanas baik dari heater atau gas LPG yang disirkulasikan ke lemari, yang bertujuan untuk mengeringkan pakaian yang ada didalam lemari pengering. Panas dari elemen pemanas disirkulasikan oleh blower atau kipas menuju ke lemari. Akibat dari udara yang bersuhu tinggi pada

22 5 ruangan menyebabkan air dalam pakaian menguap. Selanjutnya udara lembab ini dibuang keluar lemari. b. Pengering pakaian dengan gaya sentrifugal dan heater pemanas Prinsip kerja metode pengering pakaian adalah memanfaatkan gaya setrifugal untuk memisahkan air dari pakaian dan menggunakan pemanas, seperti heater atau gas LPG sebagai pemanas ruangannya. Pakaian akan diputar di dalam drum dengan kecepatan penuh dari motor listrik dan bersamaan dengan itu heater menciptakan udara panas yang disirkulasikan ke drum. Udara yang bersuhu tinggi dalam drum menciptakan air pada pakaian menguap. Putaran yang tinggi tersebut menimbulkan gaya sentrifugal yang mengakibatkan uap air terhempas keluar dari drum utama dan tertampung ke drum terluar, kemudian air yg terkumpul langsung keluar melalui pipa output. Tetapi metode pengeringan ini tidak bisa membuat pakaian menjadi siap setrika, tetapi membantu proses pengeringan bila cuaca mendung ataupun hujan. Setelah keluar dari mesin ini, pakaian masih perlu di angin anginkan terlebih dahulu sebelum nantinya siap untuk di setrika. Gambar 2.2 Mesin pengering pakaian dengan gaya sentrifugal. c. Pengeringan pakaian dengan cahaya matahari Cara pengeringan dengan matahari ini sudah dilakukan secara umum. Panas yang dihasilkan matahari dapat menguapkan air yang ada pada pakaian basah hingga pakaian benar benar kering yang siap disetrika. Tetapi seiring

23 6 berkembangnya jaman dan teknologi, banyak orang mencoba untuk menciptakan mesin pengering pakaian. Hal ini bukan dikarenakan matahari tidak bisa mengeringkan pakaian, melainkan disaat ingin mengeringkan pakaian cuaca tidak mendukung (hujan). Hingga saat ini metode pengeringan dengan matahari masih tetap banyak digunakan. Gambar 2.3 Pengering pakaian dengan cahaya matahari. d. Pengering pakaian dengan metode dehumidifikasi. Pengering pakaian jenis ini menggunakan metode dehumidifikasi. Pengering pakaian jenis ini sangat jarang ditemui di pasaran. Mesin pengering pakaian bekerja memanfaatkan proses dehumidifikasi dan pemanasan udara 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 Dehumidifier Dehumidifier merupakan suatu alat pengering udara yang berfungsi mengurangi tingkat kelembaban pada udara melalui proses dehumidifikasi. Proses dehumidifikasi merupakan proses penurunan kadar air dalam udara menjadi udara kering. Dengan mengkondisikan udara didalam ruangan, dapat diperoleh kelembaban sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai. Dehumidifikasi udara dapat dicapai dengan 2 metode. Pertama, menggunakan metode pendinginan suhu udara dibawah titik embun dan menghapus kelembaban dengan cara kondensasi atau yang disebut refrigerant dehumidifier. Kedua, menggunakan metode bahan pengering sebagai penyerap

24 7 kelembaban atau yang disebut desiccant dehumidifier. Berikut penjelasan selengkapnya mengenai jenis dehumidifier tersebut : a. Refrigerant dehumidifier Refrigerant dehumidifier merupakan dehumidifier yang paling umum ditemui di pasaran. Dehumidifier ini paling banyak dipilih karena biaya produksinya yang murah, mudah dalam pengoperasiannya dan efektif jika di aplikasikan dalam domestik maupun komersial. Dehumidifier ini akan berkerja sangat baik jika ditempatkan pada ruangan bersuhu hangat dan berkelembaban tinggi. Prinsip kerjanya yaitu menggunakan sistem kompresi uap. Evaporator akan menyerap uap air di dalam udara, kemudian udara dilewatkan kondensor agar menjadi kering dengan suhu udara yang tinggi. Evaporator memiliki tugas menurunkan suhu udara ke titik di mana kondensasi terjadi. Kondensasi terbentuk pada evaporator, kemudian menetes kebawah dan tertampung pada wadah. Sedangkan kondensor memiliki peran untuk menaikkan suhu udara agar udara menjadi semakin kering. Gambar 2.4 Refrigerant dehumidifier. Sumber : b. Desiccant dehumidifier Desiccant dehumidifier mempunyai cara penurun kelembaban yang berbeda dari jenis refrigerant dehumidifier. Dehumidifier ini menggunakan bahan penyerap kelembaban berupa liquid atau solid, seperti silica gel atau batu zeloit.

25 8 Dehumidifier ini akan berkerja dengan sangat baik bila digunakan di daerah beriklim dingin atau ketika diperlukan dew point yang rendah. Karena tidak ada air yang diproduksi selama proses tersebut, maka unit-unit ini dapat bekerja secara efektif pada suhu sub nol. Prinsip kerjanya melewatkan udara lembab ke bagian proses pada disc. Disc dibuat seperti sarang lebah dan berisi bahan pengering (silica gel atau zeloid). Disc umumnya dibagi menjadi dua saluran udara yang dipisahkan oleh sekat. Pertama bagian proses (75% dari lingkaran) dan kedua bagian reaktivasi (25% dari lingkaran). Disc diputar perlahan-lahan (sekitar 0,5 rpm) menggunakan motor kecil. Selanjutnya uap air pada udara akan diserap oleh disc bahan pengering. Kemudian udara meninggalkan rotor dengan suhu hangat dan kering. Bersamaan dengan berputarnya disc pada bagian reaktivasi disirkulasikan udara panas dari heater. Pemanasan pada bagian reaktivasi bertujuan meregenerasi disc bahan pengering (bagian proses). Kemudian air yang terserap oleh disc bagian reaktivasi terlepas karena proses pemanasan dan heat exchanger bergantian menyerap uap air tersebut. Uap air yang diserap oleh heat exchanger akan terpisah menjadi udara dan air, udara akan disirkulasikan kembali ke heater sedangkan air akan menetes dan tertampung pada tangki. Gambar 2.5 Desiccant dehumidifier. Sumber : Parameter Dehumidifier

26 9 Untuk memahami proses dehumidifikasi ada beberapa parameter yang harus dipahami atau dimengerti antara lain (a) Kelembaban, (b) Suhu udara, (c) Aliran udara, (d) kelembaban spesifik, berikut penjelasannya: Kelembaban Kelembaban didefinisikan sebagai jumlah kandungan air dalam udara. Udara dikatakan mempunyai kelembaban yang tinggi apabila uap air yang dikandungnya tinggi, begitu juga sebaliknya. Udara terdiri dari berbagai macam komponen antara lain udara kering, uap air, polutan, debu dan partikel lainnya. Udara yang kurang mengandung uap air dikatakan udara kering, sedangkan udara yang mengandung banyak uap air dikatakan udara lembab. Komposisi dari udara terdiri berbagai jenis gas yang relatif konstan. Komposisi udara kering teridiri dari N 2 dengan volume 78,09% dan berat 75,53%; O 2 volume 20,95% dan berat 23.14%; Ar volume 0,93% dan berat 1,28% serta CO 2 volume 0,03 dan berat 0.03%. Gambar 2.6 Komposisi udara kering. Sumber: Gambar 2.7 Hygrometer, termometer basah dan termometer kering.

27 10 Alat yang digunakan untuk mengetahui tingkat kelembaban biasanya 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. Kelembaban udara dapat dinyatakan sebagai kelembaban udara mutlak dan kelembaban relatif. Kelembaban mutlak adalah banyaknya air yang terkandung di dalam 1 kg udara. 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 udara pengering untuk menampung kadar air pakaian yang telah diuapkan. Semakin rendah kelembaban relatif maka maka semakin banyak uap air yang dapat diserap Suhu Udara Suhu udara adalah keadaaan panas atau dinginnya udara disuatu tempat. Suhu udara dinyatakan panas jika suhu udara pada tempat dan waktu tertentu melebihi suhu lingkungan disekitarnya dan begitu sebaliknya untuk suhu udara dingin. Suhu udara rata-rata di wilayah tropis, khususnya Indonesia yaitu 28 o C. Suhu udara sangat mempengaruhi laju pengeringan. Semakin besar perbedaan antara suhu udara pengering dan suhu pakaian maka kemampuan perpindahan kalor semakin besar, maka proses penguapan air juga meningkat. Agar bahan yang dikeringkan tidak sampai rusak, suhu udara harus diatur atau dikontrol terus menerus.

28 Aliran Udara Aliran udara pada proses pengeringan memiliki fungsi membawa udara panas untuk menguapkan kadar air pakaian serta mengeluarkan uap air hasil penguapan tersebut. Uap air hasil penguapan harus segera dikeluarkan agar tidak membuat jenuh udara pada ruangan, yang dapat mengganggu proses pengeringan. Semakin besar debit aliran udara panas yang mengalir maka akan semakin besar kemampuannya menguapkan kadar air dari pakaian, namun berbanding terbalik dengan suhu udara yang semakin menurun. Untuk memperbesar debit aliran udara (Q udara ) dapat dengan memperbesar luas penampang (A) atau pun kecepatan aliran udara (v). Untuk menghitung debit aliran udara dipergunakan Persamaan (2.1) : Q udara = A. v, m 3 /s (2.1) Pada Persamaan (2.1) : Q udara : Debit aliran udara, m 3 /s A : Luas penampang, m 2 v : Kecepatan aliran udara, m/s Kelembaban Spesifik Kelembaban spesifik atau rasio kelembaban (w) adalah jumlah kandungan uap air di udara dalam setiap kilogram udara kering, atau perbandingan antara massa uap air dengan massa udara kering. Kelembaban spesifik umumnya dinyatakan dalam gram per kilogram dari udara kering (gr/kg) atau (kg/kg). Dalam sistem dehumidifier semakin besar perbandingan kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering (w F ) dengan kelembaban spesifik dalam mesin pengering (w D ), maka semakin banyak massa air yang berhasil diuapkan. Massa air yang berhasil diuapkan (Δw) dapat dihitung dengan Persamaan (2.2) : Δw =, kg/kg (2.2) Pada Persamaan (2.2) : Δw : Massa air yang berhasil diuapkan, kg/kg w F : Kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering, kg/kg w D : Kelembaban spesifik dalam mesin pengering, kg/kg

29 Siklus Kompresi Uap Mesin refrigerasi siklus kompresi uap merupakan jenis mesin refrigerasi yang dipergunakan pada mesin dehumidifikasi. Terdapat berbagai jenis refrigeran yang digunakan dalam sistem kompresi uap. Refrigeran yang umum digunakan adalah yang termasuk kedalam keluarga chlorinated fluorocarbons (CFCs, disebut juga Freon): R-11, R-12, R-21, R-22, R-502, dan R-134a. Namun pada saat ini umumnya menggunakan refrigeran R-134a sebagai fluidanya karena ramah lingkungan. Komponen utama dari sebuah siklus kompresi uap adalah kompresor, evaporator, kondensor dan pipa kapiler. Q out W in Q in Gambar 2.8 Skematik 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 diturunkan oleh pipa kapiler agar cairan refrigeran tekanan rendah tersebut dapat menguap kembali dalam evaporator menjadi uap refrigeran tekanan rendah.

30 13 Q out W in Q in Gambar 2.9 P-h diagram siklus kompresi uap. Q out W in Q in Gambar 2.10 T-s Diagram Siklus Kompresi Uap.

31 14 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 atau pembuangan kalor ke udara lingkungan sekitar kondensor pada suhu konstan. Pada proses ini terjadi perubahan fase dari gas jenuh menjadi cair jenuh. Perubahan fase ini terjadi karena temperatur refrigeran lebih tinggi daripada suhu udara lingkungan sekitar kondensor, maka terjadi pembuangan kalor ke udara lingkungan sekitar kondensor. Proses (2a-3a) berlangsung pada tekanan dan suhu yang konstan. d. Proses (3a-3) merupakan proses pendinginan lanjut. Pada proses ini terjadi pelepasan kalor sehingga temperatur refrigeran yang keluar dari kondensor menjadi lebih rendah dan berada pada fase cair. Hal ini membuat refigeran lebih mudah mengalir dalam pipa kapiler. e. Proses (3-4) merupakan proses penurunan tekanan secara drastis dan berlangsung pada entalpi yang tetap. Proses in terjadi selama di dalam pipa kapiler. Pada proses ini refrigeran berubah fase dari cair menjadi fase cair-gas. Akibat penurunan tekanan ini, temperatur refrigeran juga mengalami penurunan. f. Proses (4-1a) merupakan proses evaporasi atau penguapan. Pada proses ini terjadi perubahan fase dari cair gas menjadi gas jenuh. Perubahan fase ini terjadi karena temperatur refrigeran lebih rendah daripada suhu udara lingkungan sekitar evaporator, maka terjadi penyerapan kalor dari udara lingkungan sekitar evaporator. Proses (4-1a) berlangsung pada tekanan yang tetap dan suhu konstan.

32 15 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 Psychrometric Chart Psychrometric chart adalah grafik yang digunakan untuk menentukan properti-properti dari udara pada suatu tekanan tertentu. Skematis psychrometric chart dapat dilihat pada Gambar 2.11 dimana masing-masing kurva/garis akan menunjukkan nilai properti yang konstan. Untuk mengetahui nilai dari propertiproperti (h, RH, W, SpV, T wb, T db, dan T dp ) bisa dilakukan apabila minimal dua buah diantara properti tersebut sudah diketahui.

33 16

34 Parameter-Parameter Dalam Psychrometric Chart Parameter-parameter udara dalam Psychrometric chart antara lain (a) Drybulb temperature, (b) Wet-bulb temperature, (c) Dew-point temperature, (d) Specific humidity, (e) Volume spesifik, (f) Entalpi, (g) kelembaban relatif. Berikut ini penjelasannya: a. Dry-Bulb Temperature (T db ) Dry-Bulb temperature adalah suhu udara ruang yang diperoleh melalui pengukuran dengan Slink Psikrometer pada termometer dengan bola kering. b. Wet-Bulb Temperature (T wb ) Wet-bulb temperature adalah suhu udara ruang yang diperoleh melalui pengukuran dengan sling psychrometer pada termometer bola basah. c. Dew-Point Temperature (T dp ) Dew-point temperature adalah suhu di mana udara mulai menunjukkan aksi pengembunan ketika didinginkan. d. Specific Humidity (W) Specific humidity adalah jumlah kandungan uap air di udara dalam setiap kilogram udara kering (kg air/ kg udara kering). e. Volume Spesifik (SpV) Volume spesifik adalah volume udara campuran dengan satuan meter kubik per kilogram udara kering, dapat juga dikatakan sebagai meter kubik udara kering atau meter kubik campuran per kilogram udara kering. f. Entalpi (h) Entalpi adalah jumlah panas total dari campuran udara dan uap air di atas titik nol. Dinyatakan dalam satuan Btu/lb udara. g. Kelembaban Relatif (RH) Kelembaban relatif (RH) adalah persentase perbandingan jumlah air yang terkandung dalam 1m 3 dengan jumlah air maksimal yang dapat terkandung dalam 1m 3 tersebut.

35 18

36 Proses-proses Yang Terjadi Pada Udara Dalam Psychrometric Chart Proses-proses yang terjadi pada udara dalam psychrometric chart adalah sebagai berikut (a) Proses pendinginan dan penurunan kelembaban (cooling dan dehumidifikasi) (b) Proses pemanasan (heating) (c) Proses pendinginan evaporatif. Berikut ini penjelasannya : Gambar 2.13 Proses-proses yang terjadi dalam psychrometric chart. a. Proses pendinginan dan penurunan kelembaban (Cooling dan dehumidify). Proses pendinginan dan penurunan kelembaban adalah proses penurunan kalor sensibel dan penurunan kalor laten ke udara. Pada proses pendinginan dan penurunan kelembaban, terjadi penurunan temperatur bola kering, temperatur bola basah, entalpi, volume spesifik, temperatur titik embun, dan kelembaban spesifik. Sedangkan kelembaban relatif mengalami peningkatan.

37 20 Gambar 2.14 Proses pendinginan dan penurunan kelembaban (cooling dan dehumidifikasi). b. Proses pemanasan (Heating). Proses pemanasan (heating) adalah proses penambahan kalor sensibel ke udara. Pada proses proses pemanasan, terjadi peningkatan temperatur bola kering, temparatur bola basah, entalpi, dan volume spesifik. Sedangkan temperatur titik embun dan kelembaban spesifik tetap konstan. Namun kelembaban relatif mengalami penurunan. Gambar 2.15 Proses pemanasan (Heating).

38 21 c. Proses pendinginan evaporatif (evaporative cooling) Proses pendinginan evaporatif adalah proses pengurangan kalor sensibel ke udara sehingga suhu udara tersebut menurun. Proses ini disebabkan oleh perubahan temperatur bola kering dan rasio kelembaban. Pada proses pendinginan evaporatif, terjadi penurunan temperatur kering dan volume spesifik. Sedangkan temperatur titik embun, kelembaban relatif dan kelembaban spesifik mengalami peningkatan. Namun entalpi dan temperatur bola basah tetap konstan. Gambar 2.16 Proses pendinginan evaporatif Proses Yang Terjadi Pada Mesin Pengering Pakaian Gambar 2.17 menunjukan proses yang terjadi pada mesin pengering pakaian. Dimana pertama-tama udara dikondisikan melalui proses pendinginan dan penurunan kelembaban (cooling dan dehumidifikasi) guna mendapatkan udara yang diinginkan. Proses cooling dan dehumidifikasi ini terjadi pada evaporator. Kemudian udara dikondisikan melalui proses pemanasan (heating) untuk mendapatkan suhu yang diinginkan. Proses heating ini terjadi pada kondensor.

39 22 Gambar 2.17 Proses yang terjadi pada mesin pengering. Pada dasarnya fungsi evaporator sebagai unit proses pendinginan dan dehumidifikasi untuk menghasilkan udara yang bersuhu dingin dan mengurangi kadar air dalam udara. Dimana udara tersebut digunakan untuk proses pemanasan, sehingga terjadi kenaikan suhu udara dan penurunan kelembaban udara. Kemudian udara tersebut digunakan untuk proses pendinginan evaporatif, sehingga terjadi kenaikan kelembaban dan penurunan suhu udara. Untuk menghitung laju aliran massa udara pada duct dapat dipergunakan Persamaan (2.3): ṁ udara = ρ udara. Q udara, kg udara /s (2.3) Pada Persamaan (2.3) : ṁ udara = Laju aliran massa udara pada duct, kg udara /s ρ udara = Densitas udara, kg/m 3 Q udara = Debit aliran udara, m 3 /s Menentukan kemampuan mengeringkan massa air dapat dihitung dengan Persamaan (2.4): M 2 = ṁ udara. Δw. 3600, kg air /jam (2.4) Pada Persamaan (2.4) : M 2 = Kemampuan mengeringkan massa air, kg/jam ṁ udara = Laju aliran massa udara pada duct, kg udara /s Δw = Massa air yang berhasil diuapkan, kg/kg

40 Tinjauan Pustaka Seung Phyo Ahn, dalam dokumen paten US 7,347,009 B2 yang dikeluarkan 25 Maret 2008 berjudul Clothes Dryer With a Dehumidifier, menggambarkan mesin pengering pakaian gaya sentrifugal yang dimodifikasi dengan diberikan sistem dehumidifier didalamnya. Metodologi pengeringan bagian pertama udara terhubung ke sisi wadah pengeringan yang termasuk proses perpindahan kalor pertama. Bagian kedua bagian pengeluaran udara dari wadah pengeringan. Bagian ketiga percampuran udara luar dengan udara dari heater pemanas. Kemudian gaya sentrifugal membantu mempercepat pengeringan pada pakaian. Suhu kerja heater untuk mengeringkan pakaian hingga 100 o C 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. Luke E. Lentz, dalam dokumen paten US B1, diterbitkan pada 2 Desember 2008, berjudul Dehumidifier clothes dryer apparatus. Menjelaskan pengering pakaian menggunakan sistem tertutup, tidak memerlukan sumber udara dari luar dan juga tidak memerlukan adanya pemanas (heater), dikarenakan untuk penghematan listrik dalam pengoperasiannya. Mesin pengering pakaian dengan memanfaatkan siklus kompresi uap. Kondensor yang digunakan untuk kondensasi uap air pada udara yang akan melewati pakaian dan ada nya bak penampungan air yang setelah udara melewati pakaian basah. Relatif kebutuhan energi yang rendah memungkinkan dioperasikan pada tegangan listrik 110v.

41 24 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Alat dan Bahan Penelitian Alat penelitian yang digunakan yaitu mesin pengering pakaian dengan benda uji kain salur. Gambar 3.1 memperlihatkan skematik alat yang dijadikan penelitian. Gambar 3.1 Skematik mesin pengering pakaian. Gambar 3.2 Kain salur polyester.

42 25 Variasi penelitian dilakukan terhadap jumlah pakaian yang akan dikeringkan. Variasi jumlah pakaian penelitian yang dipilih sebanyak 5 pakaian, 10 pakaian, 15 pakaian, dan 20 pakaian. Penelitian akan dilakukan sebanyak 3 kali percobaan, guna mendapatkan hasil karakeristik mesin pengering pakaian. Kain yang akan dijadikan benda penelitian ini terbuat dari kain salur polyester. 3.2 Alat dan Bahan Pembuatan Mesin Pengering Pakaian Dalam proses pembuatan mesin pengering ini diperlukan alat dan bahan sabagai berikut : Alat Peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan lemari mesin pengering pakaian, antara lain : a. Mesin las listrik Mesin las listrik digunakan dalam pembuatan rangka lemari. Dengan memakai proses pengelasan untuk penyambungan rangkanya, diharapkan rangka yang dibuat akan memiliki kontruksi yang kuat dan tahan lama. b. Gerinda tangan dan gerinda potong Gerinda digunakan untuk menghaluskan permukaan suatu benda kerja atau pun memotong suatu plat. Dalam proses pembuatan rangka lemari mesin pengering pakaian, gerinda yang digunakan yaitu gerinda tangan dan gerinda potong. c. Bor dan gunting plat Bor digunakan untuk membuat lubang. Pembuatan lubang dilakukan untuk pemasangan paku rivet dan pemasangan baut. Gunting plat digunakan untuk memotong plat seng casing mesin pengering pakaian. d. Gergaji besi dan gergaji kayu Gergaji besi digunakan untuk memotong besi. Besi yang dipotong menggunakan gergaji besi adalah besi siku L berlubang. Dimana besi tersebut digunakan sebagai bahan utama pembuatan rangka untuk peletakan timbangan. Sedangkan gergaji kayu digunakan untuk mengergaji papan kayu alas komponen mesin pengering pakaian.

43 26 e. Obeng dan kunci pas ring set Obeng digunakan untuk memasang dan mengencangkan baut. Obeng yang digunakan adalah obeng (-) dan obeng (+). Kunci pas dan ring set digunakan untuk mengencangkan baut. f. Meteran dan mistar Meteran digunakan untuk mengukur panjang suatu benda. Dalam proses pembuatan rangka, meteran banyak digunakan untuk mengukur panjang plat seng, besi siku L dan besi hollow. Sedangkan mistar digunakan untuk mengukur panjang dari suatu benda, seperti Styrofoam dan busa. g. Pisau cutter dan cat Pisau cutter digunakan untuk memotong suatu benda, seperti memotong styrofoam dan lakban. Sedangkan cat digunakan untuk melapisi besi atau mencegah dari terjadinya korosi. h. Lakban dan lem aibon Lakban digunakan untuk menutup celah-celah sambungan styrofoam dan plat seng. Sedangkan lem aibon digunakan untuk merekatkan styrofoam dan busa dengan plat seng. i. Tang kombinasi dan tang rivet Tang kombinas digunakan untuk memotong, menarik dan mengikat kawat agar kencang. Tang keling (riveter) digunakan untuk mengeling paku keling. Tang keling ini digunakan pada pemasangan casing pada rangka. j. Tube cutter Tube cutter merupakan alat pemotong pipa tembaga. Agar hasil potongan pada pipa lebih baik serta dapat mempermudah proses pengelasan. k. Tube expander Tube expander atau pelebar pipa berfungsi untuk mengembangkan ujung pipa tembaga agar antar pipa dapat tersambung dengan baik. l. Gas las Hi-cook Peralatan las digunakan untuk menyambung pipa kapiler dan sambungan pipa-pipa tembaga komponen mesin pengering lainnya.

44 27 m. Bahan las Bahan las yang digunakan dalam penyampungan pipa kapiler menggunakan perak, kawat las kuningan dan borak. Borak berfungsi untuk menyambung antara tembaga dan besi. Penggunaan borak sebagai bahan tambahan bertujuan agar sambungan pengelasan lebih merekat. n. Metil Metil adalah cairan yang berfungsi untuk membersihkan saluran-saluran pipa kapiler. Dosis pemakaian yaitu sebanyak satu tutup botol metil. o. Pompa vakum Pompa vakum digunakan untuk mengosongkan gas-gas yang terjebak di sistem mesin pengering pakaian, seperti udara dan uap air. Hal ini dimaksudkan agar tidak menggangu atau menyumbat refrigeran. Karena uap air yang berlebihan pada sistem pendinginan dapat membeku dan menyumbat filter atau pipa kapiler Bahan Bahan atau komponen yang digunakan dalam proses pembuatan lemari mesin pengering pakaian, antara lain : a. Plat Seng Plat seng digunakan sebagai casing luar mesin pengering pakaian. Pemilihan plat seng sebagai casing luar dikarenakan terdapatnya casing dalam dari bahan styrofoam. Gambar 3.3 Plat seng.

45 28 b. Styrofoam Styrofoam digunakan sebagai casing dalam, dengan tebal 20 mm. Seperti yang diketahui bahwa styrofoam mempunyai konduktifitas termal sebesar k = 0,033 W/m. o C (Yunus A. Cengel, 2008), yang berarti material tersebut mempunyai penghantar panas yang rendah. Gambar 3.4 Styrofoam. c. Busa Busa berfungsi untuk meminimalisir kebocoran udara dan temperatur ke luar ruangan. Dalam penelitian ini digunakan untuk menutup celah-celah udara pada mesin pengering pakaian dan untuk melapisi pintu-pintu. Gambar 3.5 Busa. d. Besi Hollow Besi hollow digunakan sebagai rangka alas mesin pengering pakaian. Pemilihan ini dikarenakan besi hollow memiliki profil hollow, yang menjadikan cocok dan kuat menahan beban komponen-komponen mesin pengering pakaian. e. Besi siku L dan besi siku L berlubang. Besi siku L digunakan sebagai rangka mesin pengering pakaian. Sedangkan besi siku L berlubang digunakan sebagai rangka penyangga timbangan.

46 29 f. Roda Roda digunakan untuk membantu atau memudahkan pada saat memindahkan mesin pengering dari satu tempat ke tempat lain. g. Kawat Kawat digunakan untuk mengikat rangka peletakan hanger secara menyilang dengan timbangan, guna mendapatkan posisi timbangan yang seimbang. h. Kompresor Kompresor merupakan unit yang berfungsi untuk mensirkulasikan refrigeran ke pipa-pipa mesin pengering pakaian dengan cara menghisap dan memompa refrigeran. Pada penelitian ini menggunakan kompresor rotari merk Mitsushita 2P17S225A dengan daya 1 HP. Gambar 3.6 Kompresor rotari. Sumber : PNozCs/s1600/Rotary+Compressor.jpg i. Kondensor Kondensor merupakan suatu alat penukar kalor yang berfungsi untuk mengkondensasikan refrigeran dari fase uap menjadi zat cair. Untuk mengubah fase dari uap menjadi cair ini diperlukan suhu lingkungan yang lebih rendah agar terjadi pelepasan kalor ke lingkungan kondensor.

47 30 Gambar 3.7 Kondensor. j. Pipa kapiler Pipa kapiler adalah alat yang berfungsi untuk menurunkan tekanan refrigeran dari tekanan tinggi ke tekanan rendah sebelum ke evaporator. Gambar 3.8 Pipa Kapiler. Sumber : Bdmhg/s1600/pipa_kapiler.jpg. k. Evaporator Evaporator merupakan unit yang berfungsi untuk menguapkan refrigeran, yang sebelumnya dari fase cair menjadi gas. Gambar 3.9 Evaporator. l. Filter Filter merupakan alat yang berfungsi untuk menyaring kotoran agar tidak terjadi penyumbatan pada pipa kapiler, seperti kotoran akibat korosi, serbukserbuk sisa pemotongan dan uap air.

48 31 Gambar 3.10 Filter. Sumber : T0Bkhc/s1600/ Strainer-Muffler-Filter-Drier.jpg m. Refrigeran Refrigeran adalah jenis gas yang digunakan sebagai fluida pendingin. Refrigeran berfungsi untuk menyerap atau melepas kalor dari lingkungan sekitar. Jenis gas yang dipergunakan dalam penelitian adalah jenis R 134a. n. Kipas Gambar 3.11 Refrigeran 134a. Sumber : Kipas digunakan untuk menghisap udara lingkungan dan mensirkulasikan udara kering hasil proses dehumidifikasi. Gambar 3.12 Kipas exhaust.

49 32 o. Pressure Gauge Pressure gauge digunakan untuk mengukur tekanan refrigeran dalam sistem pendinginan baik dalam saat pengisian maupun pada saat beroperasi. Dalam pressure gauge ini terdapat 2 alat ukur, yaitu tekanan hisap kompresor dan tekanan keluaran kompresor. Gambar 3.13 Pressure gauge Alat Bantu Penelitian Dalam proses pengambilan data diperlukan alat bantu penelitian sebagai berikut: a. Pengukur suhu digital dan termokopel Termokopel berfungsi untuk mengukur perubahan suhu atau temperatur pada saat pengujian. Cara kerjanya pada ujung termokopel diletakkan (ditempelkan atau digantung) pada bagian yang akan diukur, maka suhu akan tampil pada layar penampil suhu digital. Dalam pelaksanaannya diperlukan kalibrasi agar lebih akurat. Gambar 3.14 Penampil suhu digital dan termokopel.

50 33 b. Stopwatch Stopwatch digunakan untuk mengukur waktu yang dibutuhkan untuk pengujian. Waktu yang dibutuhkan setiap pengambilan data yaitu 15 menit. c. Timbangan digital Timbangan digital digunakan untuk mengukur berat pakaian dalam pengujian. Dalam pelaksanaannya diperlukan kalibrasi karena adanya beban tambahan dari hunger pakaian. Gambar 3.15 Timbangan digital. d. Hygrometer digital Hygrometer digital digunakan untuk mengukur kelembaban dan suhu pada saat pengujian. Dalam pelaksanaannya diperlukan kalibrasi agar lebih akurat karena penulis mengunakan dua hygrometer. Spesifikasi hygrometer digital yang digunakan dapat dilihat dilampiran. Gambar 3.16 Hygrometer digital.

51 34 e. Inverter variable frequency drive Inverter variable frequency drive merupakan sebuah alat pengatur kecepatan motor dengan mengubah nilai frekuensi dan tegangan yang masuk ke motor. Pengaturan nilai frekuensi dan tegangan ini dimaksudkan untuk mendapatkan kecepatan putaran dan torsi motor yang diinginkan. Dalam penelitian ini digunakan untuk mengatur kecepatan motor kipas. Spesifikasi Inverter variable frequency drive yang digunakan dapat dilihat dilampiran. Gambar 3.17 Inverter variable frequency drive. Sumber : f. Anemometer Anemometer digunakan uuntuk mengukuer kecepatan aliran udara pada duct. Dalam penelitian ini satuan yang digunakan adalah m/s. Gambar 3.18 Anemometer.

52 Tata Cara Penelitian Alur Pelaksanaan Penelitian Alur pelaksanaan penelitian mesin pengering pakaian disajikan dalam Gambar 3.19 sebagai berikut : Mulai Perancangan mesin pengering pakaian Persiapan alat dan bahan Pembuatan mesin pengering pakaian dan lemari pakaian Pemvakuman dan pengisian refrigeran 134a pada mesin dehumidifier Uji coba Tidak baik Baik Pengambilan data Pengolahan, analisi data / pembahasan, kesimpulan dan saran Selesai Gambar 3.19 Skematik diagram alur penelitian.

53 Pembuatan Mesin Pengering Pakaian Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan mesin pengering pakaian yaitu : 1. Merancang bentuk dan model mesin pengering pakaian. 2. Membuat rangka mesin pengering dengan bahan besi siku L. 3. Pemasangan balok kayu sebagai alas komponen, seperti; kompresor, evaporator, kondensor dan kipas. 4. Pemasangan tampungan air evaporator dan pemasangan kipas. 5. Pemasangan komponen yang terdari evaporator, kondensor, filter dan kompresor. 6. Pemasangan pipa-pipa tembaga dan pengelasan sambungan antar pipa. 7. Pemasangan set pressure gauge. Gambar 3.20 Pemasangan komponen. 8. Pemotongan plat seng dengan ukuran tertentu. 9. Pemasangan plat seng pada rangka. Pemasangan dilakukan dengan membuat lubang dari casing seng sampai ke rangka dengan menggunakan bor. 10. Selanjutnya proses pengelingan casing dengan paku keling 11. Pemasangan pintu. 12. Kemudian pemasangan komponen kelistrikan dan perkabelan mesin pengering pakaian. 13. Pemasangan busa guna meminimalisir kebocoran udara.

54 37 Kelistrikan Busa Gambar 3.21 Komponen kelistrikan dan pemasangan busa. 14. Pembuatan lemari mesin pengering pakaian. 15. Pembuatan dan pengelasan rangka mesin pengering dengan bahan besi siku L dan besi hollow. 16. Pemasangan kipas exhaust. 17. Pemotongan casing seng dengan ukuran tertentu. 18. Pemasangan casing luar pada rangka. Pemasangan dilakukan dengan membuat lubang dari casing luar sampai ke rangka dengan menggunakan bor tangan. 19. Selanjutnya proses pengelingan casing dengan paku keling. 20. Pemasangan styrofoam sebagai casing dalam dan pemasangan busa pada pintu-pintu. Gambar 3.22 Pemasangan styrofoam pada casing dalam dan busa pada pintu.

55 Kemudian pemasangan kelistrikan dan kabel kipas untuk lemari pengering. 22. Pembuatan rangka penyangga timbangan. Serta pembuatan lubang pada casing atas, sebanyak 4 lubang dengan diameter lubang yaitu 50 mm. 23. Pembuatan dan pemasangan rangka peletakan hanger. Kemudian ikat ujung tiang besi rangka dengan kawat secara menyilang. Gambar 3.23 Rangka penyangga timbangan dan rangka untuk meletakan hanger Proses Pengisian Refrigeran 134a Sebelum pengisian refrigeran diperlukan beberapa proses yaitu proses pemetilan dan pemvakuman agar mesin pengering dapat digunakan Proses Pemetilan Pemberian metil pada pipa kapiler yang telah dipasang atau dilas pada evaporator, dengan cara yaitu : 1. Menghidupkan kompresor dan menutup pentil tersebut. 2. Kemudian menuangkan metil kira-kira 1 tutup botol metil. 3. Pada ujung pipa kapiler memasukkan 1 tutup botol metil, kemudian dihisap oleh pipa kapiler tersebut. 4. Kemudian mematikan kompresor dan las ujung pipa kapiler pada lubang keluar pada filter.

56 Proses Pemvakuman Merupakan proses untuk menghilangkan udara, uap air dan kotoran (korosi) yang terjebak dalam siklus mesin pengering. Berikut langkah-langkah pemvakuman, antara lain : 1. Alat yang digunakan pressure gauge berikut 1 selang berwarna biru (low pressure), yang dipasang pada pentil yang sudah dipasang dopnya dan 1 selang berwarna merah (high pressure), yang dipasang pada tabung refrigeran. 2. Pada saat pemvakuman, kran manifold diposisikan terbuka dan kran tabung refrigeran diposisikan tertutup. 3. Setelah kompresor hidup, maka secara otomatis udara yang terjebak dalam siklus akan keluar melalui potongan pipa kapiler yang telah dilas dengan lubang keluar filter. 4. Jika udara yang terjebak telah habis. Untuk memastikannya dengan cara menyalakan korek api dan ditaruh di depan ujung potongan pipa kapiler. 5. Selain itu, pada jarum pressure gauge akan menunjukan angka 0 psi. 6. Mengecek kebocoran pada sambungan-sambungan pipa dan katup dengan busa sabun. Jika terdapat gelembung-gelembung udara maka sambungan tersebut masih terjadi kebocoran. 7. Setelah sudah diperiksa semua tidak terjadi kebocoran, langkah selanjutnya mengelas ujung potongan pipa kapiler tersebut Proses Pengisian Refrigeran134a Untuk melakukan pengisian refigeran pada mesin mesin pengering, diperlukan beberapa prosedur, seperti berikut : 1. Memasang salah satu selang pressure gauge berwarna biru pada katup pengisian (katup tengah) pressure gauge, kemudian ujung selang pressure gauge satunya pada katup tabung refrigeran 134a.

57 40 Gambar 3.24 Katup pengisian refrigeran. 2. Setelah kompresor hidup, membuka keran pada katup tabung refrigeran secara perlahan-lahan. Setelah tekanan pada high pressure gauge mencapai tekanan yang diinginkan yaitu pada 185 psi, tutup keran pada katup tabung refrigeran. 3. Setelah refrigeran terisi ke dalam siklus mesin, melepaskan selang pressure gauge. Mengecek lubang katup, sambungan pipa-pipa dengan busa sabun guna mengetahui kebocoran Skematik Pengambilan Data Untuk mempermudah pemahaman tentang kerja mesin pengering pakaian, alur dan sistem kerja ditampilkan dalam skematik mesin pengering pakaian yang diteliti tersaji pada Gambar 3.25.

58 41 Gambar 3.25 Skematik pengambilan data. Keterangan Gambar 3.25 skematik mesin pengering pakaian : a. T in Suhu udara kering sebelum masuk mesin pengering. b. T 1 Suhu udara kering setelah melewati evaporator. c. T 2 Suhu udara kering setelah melewati kondensor. d. T out Suhu udara kering setelah keluar dari mesin pengering. e. RH in Kelembaban udara sebelum masuk mesin pengering.

59 42 f. RH 2 Kelembaban udara setelah melewati kondensor. g. RH out Kelembaban udara setelah keluar dari mesin pengering. h. P 1 Tekanan refrigeran yang masuk kompresor. i. P2 Tekanan refrigeran yang keluar kompresor. j. v Kecepatan aliran udara pada duct Langkah-langkah Pengambilan Data Langkah-langkah yang dilakukan untuk mendapatkan data yaitu sebagai berikut : a. Penelitian di ambil pada tempat terbuka dan pada musim kemarau. Perubahan suhu sekitar dan kelembaban dalam penelitian ini diabaikan, karena suhu sekitar dan kelembabannya selalu berubah-ubah sesuai cuaca. b. Termokopel, hygrometer, dan timbangan digital yang digunakan sudah dikalibrasi. c. Memeriksa kipas berkerja dengan baik. Serta saluran pembuangan air tidak tersumbat. d. Alat bantu penelitian diletakkan pada tempat yang sudah ditetapkan. e. Kemudian menghidupkan mesin pengering pakaian, kipas 1 dan kipas 2. f. Frekuensi motor kipas diatur pada inverter variable frequency drive sampai 25 Hz. g. Kemudian mencatat massa kosong (rangka dan hanger). Selanjutnya timbang dan catat massa pakaian kering (MPK). h. Selanjutnya menutup semua pintu lemari mesin pengering dan tunggu sampai 30 menit, guna mesin pengering pakaian mencapai suhu kerja yang stabil. i. Membasahi dan memeras pakaian sampai air tidak menetes kembali. Kemudian timbang dan catat massa pakaian basah awal (MPBA). Untuk

60 43 percobaan kedua dan ketiga massa pakaian basah awal harus didapat hasil yang sama dengan percobaan pertama. j. Mengecek tekanan P 1 dan P 2, kemudian tutup semua pintu. k. Mengatur alarm stopwatch menjadi per 15 menit. l. Data yang perlu dicatat per 15 menit, antara lain : MPBSt : Massa pakaian basah saat t, (kg) RH in : Kelembaban udara sebelum masuk mesin pengering, (%). T in : Suhu udara kering sebelum masuk mesin pengering, ( C). T 1 : Suhu udara kering setelah melewati evaporator, ( C). RH 2 : Kelembaban udara setelah melewati kondensor, (%). T 2 : Suhu udara kering setelah melewati kondensor, ( C). RH out : Kelembaban udara setelah keluar dari mesin pengering, (%) T out : Suhu udara kering setelah keluar dari mesin pengering, ( C). v : Kecepatan aliran udara, (m/s). P 1 : Tekanan refrigeran yang masuk kompresor, (Psi). P 2 : Tekanan refrigeran yang keluar kompresor, (Psi). m. Hasil dari data yang diperoleh kemudian dijumlahkan hasil kalibrasi alat bantu dan berat pakaian dikurangi dengan massa kosong. 3.4 Cara Menganalisis Dan Menampilkan Hasil Cara yang digunakan untuk menganalisis hasil menampilkan hasil, sebagai berikut : a. Data yang diperoleh dari penelitian dimasukkan dalam tabel seperti Tabel 3.1. Kemudian hitung rata-rata dari 3 kali percobaan tiap variasinya. b. Setelah diperoleh rata-rata, kemudian menghitung massa air yang menguap dari pakaian (M 1 ) tiap variasi. Massa air yang menguap dari pakaian (M 1 ) dapat dihitung dengan Persamaan (3.1): M 1 = MPBA MPK, (kg) (3.1)

61 44 Pada Persamaan (3.1) : M 1 = Massa air yang menguap dari pakaian, kg MPBA = Massa pakaian basah awal, kg MPK = Massa pakaian kering, kg c. Selanjutnya mencari suhu kerja kondensor dan suhu kerja evaporator dengan menggunakan P-h diagram. Untuk dapat menggunakan P-h diagram maka tekanan refrigeran P 1 dan P 2 harus dikonversikan dari satuan Psi ke MPa. d. Kemudian setelah mendapatkan suhu kerja evaporator dan suhu kerja kondensor, maka dapat digunakan untuk mencari kelembaban spesifik dalam ruangan pengering (w D ) dan kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering (w F ) menggunakan psychrometric chart. e. Setelah diketahui nilai kelembaban spesifik dalam ruangan pengering (w D ) dan kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering (w F ), kemudian menghitung massa air yang berhasil diuapkan (Δw) tiap variasi. Massa air yang berhasil diuapkan (Δw) adalah kelembaban spesifik dalam ruangan pengering (w D ) dikurangi kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering (w F ). Massa air yang berhasil diuapkan (wδ) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.2). f. Kemudian menghitung laju aliran massa udara pada duct (ṁ udara ) tiap variasi. Laju aliran massa udara pada duct (ṁ udara ) adalah debit udara (Q udara ) dikali densitas udara (ρ udara ) sebesar 1,2 kg/m 3. Laju aliran massa udara pada duct (ṁ udara ) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.3). g. Selanjutnya menghitung kemampuan mesin pengering pakaian untuk menguapkan massa air (M 2 ) dengan menggunakan Persamaan (2.4). Kemampuan mesin pengering pakaian untuk menguapkan massa air (M 2 ) adalah laju aliran massa udara pada duct (ṁ udara ) dikalikan massa air yang berhasil diuapkan (Δw) dikalikan 3600 menit. h. Untuk memudahkan pembahasan, hasil-hasil perhitungan proses pengeringan, maka digambarkan dalam grafik. Pembahasan dilakukan terhadap grafik yang dihasilkan, dengan mengacu pada tujuan penelitian.

62 Cara Mendapatkan Kesimpulan Dari analisis yang sudah dilakukan akan diperoleh suatu kesimpulan. Kesimpulan merupakan hasil analisis penelitian dan kesimpulan harus sesuai dengan tujuan penelitian.

63 46

64 47 BAB IV HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian Hasil yang didapatkan dalam penelitian mesin pengering pakaian sistem terbuka dengan variasi jumlah pakaian meliputi; massa pakaian kering, massa pakaian basah awal, massa pakaian basah saat t, tekanan refrigeran yang masuk kompresor (P 1 ), tekanan refrigeran yang keluar kompresor (P 2 ), suhu udara kering sebelum masuk mesin pengering (T in ), kelembaban udara sebelum masuk mesin pengering (RH in ), suhu udara kering setelah melewati evaporator (T 1 ), suhu udara kering setelah melewati kondensor (T 2 ), kelembaban udara setelah melewati kondensor (RH 2 ), suhu udara keluar dari mesin pengering (T out ), kelembaban udara setelah keluar dari mesin pengering (RH out ) dan kecepatan aliran udara (v). Pengujian dilakukan dengan 3 kali percobaan untuk setiap variasi jumlah pakaiannya, kemudian dihitung hasil rata-ratanya. Hasil rata-rata disajikan pada Tabel 4.1 s/d Tabel 4.8. Tabel 4.1 Data hasil rata-rata penelitian untuk 5 pakaian No. Waktu Massa Pakaian Kering Massa Pakaian Basah Awal Massa Pakaian Basah Saat t P 1 P 2 (menit) (kg) (kg) (kg) (psi) (psi) 1 0 0,48 1,12 1, ,48 1,12 1, ,48 1,12 0, ,48 1,12 0, ,48 1,12 0, ,48 1,12 0, ,48 1,12 0,

65 48 Tabel 4.2 Lanjutan data hasil rata-rata penelitian untuk 5 pakaian No Waktu RH in T in T 1 RH 2 T 2 RH out T out v (menit) (%) ( o C) ( o C) (%) ( o C) (%) ( o C) (m/s) ,2 16, , , ,4 16, , ,9 0, ,5 16, , , ,4 16, , ,2 0, ,2 17, , ,4 0, ,2 16, , ,2 0, ,2 16, , ,2 0,7 Tabel 4.3 Data hasil rata-rata penelitian untuk 10 pakaian No Waktu Massa Pakaian Kering Massa Pakaian Basah Awal Massa Pakaian Basah Saat t P 1 P 2 (menit) (kg) (kg) (kg) (psi) (psi) 1 0 0,971 2,130 2, ,971 2,130 1, ,971 2,130 1, ,971 2,130 1, ,971 2,130 1, ,971 2,130 1, ,971 2,130 1, ,971 2,130 0, ,971 2,130 0, Tabel 4.4 Lanjutan data hasil rata-rata penelitian untuk 10 pakaian No Waktu RH in T in T 1 RH 2 T 2 RH out T out v (menit) (%) ( o C) ( o C) (%) ( o C) (%) ( o C) (m/s) ,2 16, , ,2 0, ,3 16, , ,5 0, ,4 16, , ,5 0, ,4 17, , ,9 0, ,5 16, , ,1 0, ,6 16, , ,5 0, ,6 16, , ,7 0, ,6 16, , ,7 0, ,6 16, , ,7 0,7

66 49 Tabel 4.5 Data hasil rata-rata penelitian untuk 15 pakaian No Waktu Massa Massa Massa Pakaian Pakaian Pakaian Basah Saat t Kering Basah Awal P 1 P 2 (menit) (kg) (kg) (kg) (psi) (psi) 1 0 1,487 3,087 3, ,487 3,087 2, ,487 3,087 2, ,487 3,087 2, ,487 3,087 2, ,487 3,087 1, ,487 3,087 1, ,487 3,087 1, ,487 3,087 1, ,487 3,087 1, Tabel 4.6 Lanjutan data hasil rata-rata penelitian untuk 15 pakaian No Waktu RH in T in T 1 RH 2 T 2 RH out T out v (menit) (%) ( o C) ( o C) (%) ( o C) (%) ( o C) (m/s) ,6 16, , ,8 0, ,5 16, ,7 0, ,6 16, , ,5 0, ,8 16, ,1 0, , , ,1 0, , , ,5 0, ,9 17, , ,7 0, ,9 17, , ,7 0, ,9 16, , ,7 0, ,9 17, , ,7 0,7

67 50 Tabel 4.7 Data hasil rata-rata penelitian untuk 20 pakaian No Waktu Massa Pakaian Kering Massa Pakaian Basah Awal Massa Pakaian Basah Saat t P 1 P 2 (menit) (kg) (kg) (kg) (psi) (psi) 1 0 1,841 4,18 4, ,841 4,18 3, ,841 4,18 3, ,841 4,18 3, ,841 4,18 2, ,841 4,18 2, ,841 4,18 2, ,841 4,18 2, ,841 4,18 2, ,841 4, ,841 4,18 1, ,841 4,18 1, Tabel 4.8 Lanjutan data hasil rata-rata penelitian untuk 20 pakaian No Waktu RH in T in T 1 RH 2 T 2 RH out T out v (menit) (%) ( o C) ( o C) (%) ( o C) (%) ( o C) (m/s) ,9 17, , ,8 0, ,9 16, , ,7 0, ,9 17, , ,5 0, ,1 16, , ,1 0, ,1 16, , ,1 0, , , ,5 0, ,1 16, , ,7 0, , ,7 0, , ,7 0, , , ,7 0, , ,7 0, ,9 17, , ,7 0,7

68 Perhitungan a. Perhitungan massa air yang menguap dari pakaian (M 1 ). Massa air yang menguap dari pakaian (M 1 ) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (3.1). Massa air yang menguap dari pakaian (M 1 ) adalah massa pakaian basah awal (MPBA) dikurangi massa pakaian kering (MPK). Sebagai contoh perhitungan untuk mencari nilai M 1 untuk 5 pakaian adalah sebagai berikut : M 1 = MPBA MPK = (1,120-0,476) kg = 0,644 kg Hasil perhitungan untuk jumlah pakaian yang lain, disajikan pada Tabel 4.9. Tabel 4.9 Massa air yang menguap dari pakaian (M 1 ). No Variasi pakaian Massa pakaian basah awal (MPBA) Massa pakaian kering (MPK) Massa air yang menguap dari pakaian (M 1 ) (jumlah pakaian) (kg) (kg) (kg) 1 5 1,120 0,476 0, ,130 0,971 1, ,087 1,487 1, ,180 1,841 2,339 b. Suhu kerja kondensor (T kond ) dan suhu kerja evaporator (T evap ). Suhu kerja kondensor (T kond ) dan suhu kerja evaporator (T evap ) dapat dicari dengan menggunakan P-h diagram. Dengan diketahui tekanan refrigeran yang masuk kompresor dan tekanan refrigeran yang keluar kompresor maka dapat diketahui suhu kerja evaporator dan suhu kerja kondensor. P 1 P 2 = (45 psi + 14,7 psi) x 0,00689 MPa = 0,41 MPa = (185 psi + 14,7 psi) x 0,00689 MPa = 1,37 MPa

69 52

70 53 Dari Gambar 4.1 untuk tekanan kerja evaporator (tekanan rendah) P 1 = 0,411 MPa suhu kerja evaporator (T evap ) sebesar 10,8 o C dan untuk tekanan kerja kondensor (tekanan tinggi) P 2 = 1,375 MPa suhu kerja kondensor (T kond ) sebesar 49,1 o C. c. Kelembaban spesifik dalam ruangan pengering (w D ) dan kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering (w F ). Kelembaban spesifik dalam ruangan pengering (w D ) dan kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering (w F ) dapat dicari dengan menggunakan psychrometric chart. Kelembaban spesifik dalam ruangan pengering (w D ) dapat diketahui melalui garis kelembaban spesifik pada titik D atau suhu udara sesudah melewati evaporator dan kondensor. Kemudian kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering (w F ) dapat diketahui melalui garis kelembaban spesifik pada titik F atau suhu setelah udara melewati pakaian basah. Sebagai contoh menentukan kelembaban spesifik dalam ruangan pengering (w D ) dan kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering (w F ) untuk variasi 5 pakaian pada menit 15 adalah sebagai berikut :

71 54

72 55 d. Perhitungan massa air yang berhasil diuapkan (Δw). Massa air yang berhasil diuapkan (Δw) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.2). Massa air yang berhasil diuapkan (Δw) adalah kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering (w F ) dikurangi kelembaban spesifik dalam ruangan pengering (w D ). Sebagai contoh perhitungan massa air berhasil diuapkan (Δw) untuk varasi 5 pakaian pada menit 15 adalah sebagai berikut : Δw = (w F w D ) = (0,0242-0,0119) kg/kg = 0,0123 kg ar /kg udara e. Perhitungan laju aliran massa udara pada duct (ṁ udara ). Laju aliran massa udara pada duct (ṁ udara ) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.3). Laju aliran massa udara pada duct (ṁ udara ) adalah debit udara (Q udara ) dikali massa jenis udara (ρ udara ) sebesar 1,2 kg/m 3. Sebagai contoh perhitungan laju aliran massa udara pada duct (ṁ udara ) untuk 5 pakaian pada menit 15 adalah sebagai berikut : ṁ udara = Q udara. ρ udara =.. ρ udara =. (12 cm) 2. 0,7 m/s. 1,2 =. 1,2 = 0,038 kg udara /s f. Perhitungan kemampuan mesin pengering untuk menguapkan massa air (M 2 ). Massa air yang diuapkan (M 2 ) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.4). Massa air yang diuapkan (M 2 ) adalah laju aliran massa udara pada duct (ṁ udara ) dikalikan massa air yang berhasil diuapkan (Δw) dikalikan 3600 menit. Sebagai contoh perhitungan kemampuan mesin pengering pakaian menguapkan massa air (M 2 ) untuk 5 pakaian adalah sebagai berikut: M 2 = ṁ udara. Δw = 0,038. 0, = 1,682 kg air /jam

73 56 Tabel 4.10 Data hasil perhitungan 5 pakaian. No Waktu w B =w D w F Δw Q ṁ Mw menit kg/kg kg/kg kg air /kg udara m 3 /detik kg udara /detik kg air /jam 1 0 0,0128 0,0240 0,0112 0,032 0,038 1, ,0119 0,0242 0,0123 0,032 0,038 1, ,0123 0,0264 0,0141 0,032 0,038 1, ,0119 0,0254 0,0135 0,032 0,038 1, ,0121 0,0240 0,0119 0,032 0,038 1, ,0118 0,0245 0,0127 0,032 0,038 1, ,0116 0,0248 0,0132 0,032 0,038 1,805 Tabel 4.11 Data hasil perhitungan 10 pakaian. No Waktu w B =w D w F Δw Q ṁ Mw menit kg/kg kg/kg kg air /kg udara m 3 /detik kg udara /detik kg air /jam 1 0 0,0118 0,0164 0,0046 0,032 0,038 0, ,0116 0,0167 0,0051 0,032 0,038 0, ,0119 0,0162 0,0043 0,032 0,038 0, ,0125 0,0161 0,0036 0,032 0,038 0, ,0118 0,0155 0,0037 0,032 0,038 0, ,0128 0,0154 0,0026 0,032 0,038 0, ,0121 0,0144 0,0023 0,032 0,038 0, ,0117 0,0135 0,0018 0,032 0,038 0, ,0120 0,0130 0,0010 0,032 0,038 0,137

74 57 Tabel 4.12 Data hasil perhitungan 15 pakaian. No Waktu w B =w D w F Δw Q ṁ Mw menit kg/kg kg/kg kg air /kg udara m 3 /detik kg udara /detik kg air /jam 1 0 0,0117 0,0172 0,0055 0,032 0,038 0, ,0118 0,0175 0,0057 0,032 0,038 0, ,0116 0,017 0,0054 0,032 0,038 0, ,0117 0,0183 0,0066 0,032 0,038 0, ,0115 0,0179 0,0064 0,032 0,038 0, ,0120 0,0196 0,0076 0,032 0,038 1, ,0126 0,0153 0,0027 0,032 0,038 0, ,0123 0,0149 0,0026 0,032 0,038 0, ,0122 0,0132 0,0010 0,032 0,038 0, ,0122 0,013 0,0008 0,032 0,038 0,109 Tabel 4.13 Data hasil perhitungan 20 pakaian. No Waktu w B =w D w F Δw Q ṁ Mw menit kg/kg kg/kg kg air /kg udara m 3 /detik kg udara /detik kg air /jam 1 0 0,0125 0,0173 0,0048 0,032 0,038 0, ,012 0,0178 0,0058 0,032 0,038 0, ,0123 0,0175 0,0052 0,032 0,038 0, ,012 0,0180 0,0060 0,032 0,038 0, ,0122 0,0177 0,0055 0,032 0,038 0, ,0121 0,0190 0,0069 0,032 0,038 0, ,012 0,0200 0,0080 0,032 0,038 1, ,0123 0,0193 0,0070 0,032 0,038 0, ,0121 0,0200 0,0079 0,032 0,038 1, ,0122 0,0195 0,0073 0,032 0,038 0, ,0123 0,0195 0,0072 0,032 0,038 0, ,0122 0,0185 0,0063 0,032 0,038 0,861

75 Pembahasan Mesin pengering pakaian sistem terbuka berhasil dibuat dan dapat mengkondisikan suhu udara kerja yang dipergunakan untuk mengeringkan pakaian pada suhu sekitar 47 C, dengan kelembaban udara sekitar 19% untuk variasi 5 pakaian. Pada suhu 47,5 C, dengan kelembaban udara sekitar 17% untuk variasi 10 pakaian. Pada Suhu 48 C, dengan kelembaban udara sekitar 18% untuk variasi 15 pakaian, dan pada suhu 48,5 C, dengan kelembaban udara sekitar 18% untuk variasi 20 pakaian. Rata-rata hasil pengkondisian suhu udara kerja mesin pengering pakaian, bekerja pada suhu 47,75 C dengan kadar kelembaban udara rata-rata 18%. Dari Tabel 4.1 s/d Tabel 4.8 dan Gambar 4.3 membuktikan bahwa mesin pengering pakaian sistem terbuka yang dibuat mampu mengeringkan pakaian. Kecepatan pengeringan yang dihasilkan rentan waktu 90 menit untuk 5 pakaian dengan massa air yang menguap dari pakaian 0,64 kg, 120 menit untuk 10 pakaian dengan massa air yang menguap dari pakaian 1,16 kg, 135 menit untuk 15 pakaian dengan massa air yang menguap dari pakaian 1,6 kg, dan 165 menit untuk 20 pakaian dengan massa air yang menguap dari pakaian 2,34 kg. Dari Gambar 4.3 dapat diketahui bahwa 5 pakaian mempunyai kecepatan pengeringan paling cepat dan 20 pakaian mempunyai kecepatan pengeringan paling lama. Dari grafik trendline eksponensial pada Gambar 4.3 dibawah ini, diketahui bahwa konstanta waktu dipengaruhi oleh kerapatan peletakan pakaian yang dikeringkan. Konstanta waktu yang dihasilkan untuk 5 pakaian sebesar 0,01 kg/menit, untuk 10 pakaian sebesar 0,007 kg/menit, untuk 15 pakaian sebesar 0,006 kg/menit, dan untuk 20 pakaian sebesar 0,005 kg/menit. Maka dapat diketahui bahwa 5 pakaian mempunyai konstanta waktu mengeringkan pakaian paling besar.

76 59 Gambar 4.3 Grafik kecepatan pengeringan. Tabel 4.14 Contoh pengeringan untuk 60 pakaian. Jumlah Waktu No pakaian pengeringan Proses yang dibutuhkan Total waktu (pakaian) (menit) (dikalikan) (menit) Jika pengeringan dilakukan untuk 60 pakaian maka waktu yang diperlukan untuk pengeringan dapat dihitung. Dari Tabel 4.12 dapat diketahui bahwa lama waktu proses pengeringan dari empat variasi yang dilakukan, waktu total yang diperlukan untuk mengeringkan 60 pakaian yaitu, untuk 5 pakaian memerlukan total waktu 1080 menit dengan 12 kali proses pengeringan, untuk 10 pakaian memerlukan total waktu 720 menit dengan 6 kali proses pengeringan, untuk 15 pakaian memerlukan total waktu 540 menit dengan 4 kali proses pengeringan dan 20 pakaian memerlukan total waktu 495 menit dengan 3 kali proses

77 60 pengeringan. Maka dapat dikatakan bahwa kecepatan pengeringan paling efektif untuk 20 pakaian dan kecepatan pengeringan paling tidak efektif untuk 5 pakaian. Tabel 4.15 Waktu yang seharusnya dibutuhkan mesin pengering pakaian tiap No variasinya. Kemampuan mesin pengering menguapkan massa air (M 2 ) Massa air yang menguap dari pakaian (M 1 ) Waktu yang dibutuhkan secara teoritis Waktu yang didapat secara aktual (kg/jam) (kg) (menit) (menit) 5 pakaian 0,923 0,644 41, Pakaian 0,541 1, , Pakaian 0,661 1, , Pakaian 0,832 2, ,7 165 Dari Tabel 4.15 dapat diketahui bahwa kemampuan mesin pengering pakaian untuk menguapkan massa air (M 2 ) mempunyai massa yang berbeda-beda (tidak konstan) tiap variasinya. Tidak konstannya kemampuan mesin pengering pakaian untuk menguapkan massa air (M 2 ) dikarenakan kelembaban spesifik (Δw) dan laju aliran massa udara (ṁ) yang juga tidak konstan. Kemampuan mesin pengering pakaian untuk menguapkan massa air (M 2 ) rata-rata, untuk 5 pakaian adalah 0,923 kg/jam, untuk 10 pakaian adalah 0,541 kg/jam, untuk 15 pakaian adalah 0,661 kg/jam, dan untuk 20 pakaian adalah 0,832 kg/jam. Maka didapat kemampuan mesin pengering pakaian ini rata-rata adalah 0,739 kg/jam. Dari Tabel 4.15 dapat diketahui bahwa waktu yang seharusnya dibutuhkan untuk menguapkan massa air pada pakaian (M 1 ), bergantung dari banyaknya jumlah pakaian yang akan dikeringkan. Waktu yang seharusnya dibutuhkan untuk menguapkan massa air pada pakaian, untuk 5 pakaian membutuhkan waktu 41,9 menit, untuk 10 pakaian membutuhkan waktu 128,5 menit, untuk 15 pakaian membutuhkan waktu 145,3 menit, dan untuk 20 pakaian membutuhkan waktu 168,7 menit. Dari Tabel 4.15 dapat diketahui bahwa pengeringan 20 pakaian memiliki hasil pengeringan yang mendekati dengan hasil teoritis, dibandingkan dengan pengeringan 5 pakaian yang jauh dari hasil hitungan teoritis sebenarnya kemampuan mesin.

78 61 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Hasil penelitian yang telah dilakukan mengetahui kecepatan mesin pengering pakaian sistem terbuka dengan berbagai variasi jumlah pakaian yang dikeringkan memberikan beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Mesin pengering pakaian sistem terbuka berhasil dibuat dan dapat bekerja sesuai fungsinya. Mesin mampu membuat kondisi udara yang digunakan untuk pengeringan pakaian pada suhu udara kerja sekitar 47,75 C dengan kadar kelembaban udara rata-rata 18% 2. Mesin pengering pakaian mampu mengeringkan pakaian jenis kain salur polyester berukuran panjang 120 cm, lebar 35 cm, dan tebal 0,2 cm. Variasi 5 pakaian dengan waktu pengeringan 90 menit dan massa air yang diuapkan sebesar 0,640 kg. Untuk variasi 10 pakaian membutuhkan waktu pengeringan 120 menit dan massa air yang diuapkan sebesar 1,160 kg. Untuk variasi 15 pakaian membutuhkan waktu pengeringan 135 menit dan massa air yang diuapkan sebesar 1,600 kg. Untuk variasi 20 pakaian membutuhkan waktu pengeringan 165 menit dan massa air yang diuapkan sebesar 2,340 kg. 3. Mesin pengering pakaian ini mempunyai kecepatan pengeringan paling baik untuk mengeringkan 5 pakaian, dengan kecepatan pengeringan sebesar 0,923 kg/jam, dengan kapasitas ruang pengering berukuran panjang 2 m, lebar 1,5 m dan tinggi 2 m. 4. Mesin pengering pakaian ini mempunyai kecepatan pengeringan paling efektif untuk 20 pakaian, dengan kapasitas ruang pengering berukuran panjang 2 m, lebar 1,5 m dan tinggi 2 m. 5. Mesin pengering pakaian ini memiliki kemampuan mesin pengering pakaian untuk menguapkan massa air rata-rata adalah 0,739 kg/jam.

79 Saran Dari proses penelitian yang telah dilakukan untuk mengetahui kecepatan mesin pengering pakaian sistem terbuka dengan berbagai variasi jumlah pakaian yang dikeringkan ada beberapa saran yang dapat dikemukakan: 1. Perlu adanya penelitian lebih lanjut pada desain mesin pengering pakaian, penulis menyarankan untuk desain lemari yang mempunyai sirkulasi udara yang lebih fokus mengenai pakaian. 2. Pada penelitian selanjutnya, akan lebih baik jika memperhatikan penempatan atau peletakan pakaian terhadap arah aliran udara saat mengambil massa air pada pakaian. 3. Perlu adanya perubahan pada casing yang digunakan jika bahan yang mempunyai konduktivitas termal lebih kecil atau bahan yang lebih tebal. 4. Perlu memperhatikan selang pressure gauge, lebih baik menggunakan pipa tembaga, karena kenyataannya kekuatan menerima tekanan pada selang dibawah standar yang tertulis pada selang. 5. Pada penelitian selanjutnya rangka timbangan pakaian lebih baik dicari rancangan yang lebih sederhana dan kokoh menompang pakaian. Serta minimalisir pembuatan lubang pada lemari atas untuk rangka timbangan. Karena akan menyebabkan udara cepat terbuang keluar lemari dibandingkan melewati pakaian yang basah.

80 63 DAFTAR PUSTAKA Agun Gunawan, 2009, Sifat-sifat Termodinamika Udara Ahn S. P., 2008, Clothes Dryer with a Dehumidifier, Anonim, 2012, What Type Of Dehumidifier Do I need? Desiccant or Refrigerant, Asmawi I. dan Shofyan M., 2011, Modifikasi Split Air Conditioning Sebagai Unit Dehumidifier Dengan Udara Suplai 50 o C (DB) 20% RH, Harriman L., 1989, The Dehumidification Handbook (Edisi 2, Editor Harriman III, L., G.) Handbook.pdf Hasibuan R., 2005, Proses Pengeringan, Liang C. J., 1992, Cloth Drying Machine, EP A1.pdf Nathan, 2013, Desiccant Dehumidifiers, Priowirjanto G., 2003, Dasar-dasar Tata Udara, r_dasar_tata_udara.pdf Tomi A., 2011, Pengaruh Temperatur Preheating Feed Water Terhadap Unjuk Kerja Unit Desalinasi Berbasis Pompa Kalor Dengan Menggunakan Proses Humidifikasi Dan Dehumidifikasi

81 64 Yunus A. Cengel, 2008, Heat Transfer : A Practical Approach (Edisi 2), Hal Yuriadi K., 2008, Sistem Pengkondisian Udara, qgbai0s3j2ojvkk/export?format=pdf&id=1toiupwfkujeo59xllodiewr bgtm5qgbai0s3j2ojvkk&token=ac4w5vjgtrn6tsjo1hrcteeq9pikeiv Okw%3A

82 65 LAMPIRAN A. Foto alat yang digunakan dalam penelitian Gambar A.1 Mesin pengering pakaian sistem terbuka Gambar A.2 Mesin pengering pakaian sistem terbuka

83 66 B. Spesifikasi alat bantu penelitian Gambar B.1 Hygrometer digital Spesifikasi hygrometer digital : Jarak ukur temperatur : -10 o C s/d +50 o C (-14 o F s/d +122 o F) Akurasi temperatur : ± 1 o C (1,8 o F) Resolusi temperatur : ± 0,1 o C (0,2 o F) Jarak ukur kelembaban : 10% s/d 99% RH Akurasi kelembaban : ± 5% RH Resolusi kelembaban : ± 1% RH Gambar B.2 Fleksibel anemometer Spesifikasi fleksibel anemometer m/s KW : Jarak ukur : m/s Akurasi : ± 3% ± 0.20 m/ s Resolusi : 0.01

84 67 Gambar B.3 Inverter Spesifikasi Inverter Toshiba VFAS PL : Output Voltage : 3-phase, 380 to 480 V Overload Current Rating : 150% 1 minute, 165% 2 seconds Voltage/frequency : 3-phase, 380 to 480 V 50/60 Hz Allowable Fluctuation : Voltage +10% - 15% Note 3), frequenc ±5% Gambar B.4 Thermometer digital Spesifikasi Digital Thermometer APPA 55II : Jarak ukur Akurasi Resolusi : -210~1200 o C, -346~2192 o F : +/-(0.3% of T1-T2 reading +2.0 o C), +/-(0.3% of T1-T2 reading +4.0 o F) : 0.1 o C /0.1K/0.2 o F <=1000 o, 1 o C /2 o F <=1000 o

85 68 C. Contoh gambar psychrometric chart dan p-h diagram.

86 69

87 70

88 71

89 72