ANALISA PERHITUNGAN KONSUMSI DAN BIAYA ENERGI UNTUK MESIN PENGERING PAKAIAN SISTEM POMPA KALOR DENGAN DAYA 1 PK SKRIPSI

Transkripsi

1 ANALISA PERHITUNGAN KONSUMSI DAN BIAYA ENERGI UNTUK MESIN PENGERING PAKAIAN SISTEM POMPA KALOR DENGAN DAYA 1 PK SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperole Gelar Sarjana Teknik SYALIMONO SIAHAAN NIM : PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

2

3

4

5

6

7

8 ABSTRAK Analisa ini bertujuan untuk mengatasi masala yang diadapai usaa loundry pada penyediaan mesin untuk pencuci dan pengering yang dapat bekerja cepat. Ole sebab itu dilakukan perancangan yang bertujuan untuk mengasilkan suatu unit mesin pengering pakaian portable dengan menggunankan AC ruma yang berorientasikan pada upaya efisiensi energi listrik yang dapat diaplikan pada skala kecil dan besar. Analisa peritungan konsumsi dan biaya energi untuk mesin pengering pakaian sistem pompa kalor dengan daya 1 Pk didasarkan pada asil peritungan teoritis dan Pompa kalor yang digunakan beroperasi menggunakan siklus kompresi uap menjadi batasan masalanya. Manfaat penelitian ini adala untuk memenui kebutuan pengeringan pakaian pada sektor ruma tangga, kususnya usaa laundry di Indonesia. Metode yang digunakan untuk mencapai tujuan melalui peritungan termodinamika dengan refrigerant yang dipakai HCFC-22. Kesimpulan perancangan ini diperole Spesific Energy Consumption (SEC) berbanding terbalik dengan Spesific Moisture Extraction Rate (SMER). Untuk pengujian pengeringan kemeja memiliki rata-rata 22 kw/kg dan pengeringan 1 pc celana jeans 41 kw/kg. Dengan Biaya yang dibutukan untuk proses pengeringan dengan menggunakan sistem pompa kalor berikut berkisar Rp 46,625,- per kilogram air. Kata kunci: portable, Spesific Energi Consumption (SEC), Spesific Moisture Extraction Rate (SMER), Biaya.

9 ABSTRACT Tis calculation is intended to solve te faced loundry problem efforts on providing for wasing macines and dryers tat can work quickly. so tis design tat aims to produce a unit of portable clotes dryer wit ousing AC (air conditioner) in oriented wit eficiency of electrical energy efforts wit applicated on small and large scale. Analize of calculation consumpt and accoun energy for clotes dryer macine eat pump drying system is based on te results of teoretical calculations and te eat pump operate used to te cycle of vapor compression for te problem limit. Te benefits of tis researc as for solving of drying clotes in te ouseold sector, in particular laundry business in Indonesia. Te metod used to acieve tis is troug termodynamic calculations use wit refrigerant HCFC Conclusions for spesific energy consumption (SEC) as different wit Spesifik moisture extraction rate (SMER). Average for a dress dryer testing as 22 kw/kg and 1 Pc Jeans 41 kw/kg. wit cost from te drying process eat pump drying system as Rp.46,625, /kg of water. Keyword: portable, Spesific Energi Consumption (SEC), Spesific Moisture Extraction Rate (SMER), cost.

10 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuan Yang Maa Esa, atas berkat dan kasi-nya penulis dapat menyelesaikan tugas sarjana ini. Tugas sarjana ini merupakan syarat dalam memperole gelar sarjana di Departemen Teknik Mesin. Tugas sarjana ini diambil dari bidang mata kulia Perpindaan panas dengan judul ANALISA PERHITUNGAN KONSUMSI DAN BIAYA ENERGI UNTUK MESIN PENGERING PAKAIAN SISTEM POMPA KALOR DENGAN DAYA 1PK Dalam penyelesaian tugas sarjana ini, penulis mendapat banyak bimbingan dan dukungan dari dosen pembimbing bapak Dr. Eng.Himsar Ambarita, ST, MT dan teman teman di Departemen Teknik Mesin Ekstensi Universitas Sumatera Utara, baik berupa saran dan naseat serta ilmu pengetauan. Dalam kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasi yang sebesar besarnya kepada : 1. Ibunda T. Sianipar S.Pd yang tela berjuang untuk membimbing dan memberi dorongan moril serta buat semua doa-doanya selama ini kepada penulis. 2. Bapak Dr. Eng.Himsar Ambarita, ST, MT, sebagai dosen pembimbing yang tela meluangkan banyak waktu serta menyumbangkan ilmu dan naseat kepada penulis sepanjang pengerjaan tugas sarjana ini ingga selesai. 3. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikwansya Isranuri, sebagai Ketua Departemen Teknik Mesin Falkutas Teknik. 4. Bapak/Ibu dosen di Departemen Teknik Mesin Falkutas Teknik yang tela mendidik penulis selama kulia. 5. Bapak/Ibu staff pegawai yang banayk membantu penulis selama kulia di Departemen Teknik Mesin Falkutas Teknik. Penulis menyadari tugas sarjana ini masi jau dari sempurna, ole karena itu penulis mengarapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca dalam

11 penyempurnaan tugas sarjana ini. Akir kata penulis berarap semoga tugas sarjana ini dapat berguna bagi pembaca. Terima kasi. Medan, 16 Desember 2013 Penulis, Syalimono Siaaan NIM:

12 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... iii DAFTAR TABEL... vi DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR LAMPIRAN... viii DAFTAR NOTASI... ix BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Rumusan Masala Batasan Masala Tujuan Penelitian Tujuan Umum Tujuan Kusus Manfaat Penelitian... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Proses Pengeringan Pengering Buatan Pompa Kalor(Heat Pump) Kinerja Alat Pengering BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian Baan dan Alat Baan Alat Data Penelitian... 27

13 3.4. Metode Pelaksanaan Penelitian BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1. SMER( Nilai Laju Ekstraksi air Spesifik atau spesific moisture extraction rate SEC ( Energi yang dikonsumsi spesifik atau specific energy consumption) Biaya Pokok Produksi BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA

14 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Jadwal pelaksanaan penelitian Tabel 4.1 Hasil Peritungan 1 Pcs Kemeja (speed 1) Tabel 4.2 Hasil Peritungan 1 Pcs Kemeja (speed 2) Tabel 4.3 Hasil Peritungan 1 Pcs Kemeja (speed 3) Tabel 4.4 Hasil Peritungan 1 Pcs celana Jeans (speed 1) Tabel 4.5 Hasil Peritungan 1 Pcs celana Jeans (speed 2) Tabel 4.6 Hasil Peritungan 1 Pcs Celana Jeans (speed 3)

15 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Refrigerator dan Pompa Kalor... 8 Gambar2.2 Pembagian Kompressor.. 9 Gambar 2.3 Diagram Siklus Refigrasi Kompresi Uap Gambar 2.4 Diagram Pengering Pompa Kalor Gambar 2.5 Skema Pengeringan Gambar 3.1 Pakaian Gambar 3.2 Rancangan Mesin Pengering Pompa Kalor Gambar 3.3 Aluminium S Type Load Cell Gambar 3.4 RH meter Gambar 3.5 Hot Wire Annemometer Gambar 3.6 Pressure Gauge Gambar 3.7 Diagram alir proses pelaksanaan penelitian... 28

16 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Data Pengujian Lampiran 2 Specification AC SAMSUNG

17 DAFTAR NOTASI A luas area ducting m 3 COP coefficient of performance tanpa dimensi COP actual COP siklus kompresi uap aktual tanpa dimensi COP carnot COP siklus carnot tanpa dimensi COP R COP siklus kompresi uap standar tanpa dimensi entalpi kj/kg 1 entalpi gas refrigeran pada tekanan evaporator kj/kg 1 entalpi refrigeran masuk kompresor kj/kg 1 entalpi refrigeran masuk kompresor kj/kg 2 entalpi gas refrigeran pada tekanan kondensor kj/kg (isentropik) 2 entalpi refrigeran keluar kompresor kj/kg 2a entalpi refrigeran keluar kompresor kj/kg 2S entalpi refrigeran saat kompresi isentropik kj/kg 3 entalpi refrigeran masuk TXV kj/kg 4 entalpi cairan refrigeran pada tekanan kj/kg kondensor 4 entalpi refrigeran keluar evaporator kj/kg 5 entalpi refrigeran masuk evaporator kj/kg u entalpi udara kj/kg m udara laju aliran massa udara kg/s x prosentase volume sisa % ref P tekanan absolut MPa P 1 tekanan sisi suction kompresor MPa P 2 tekanan sisi discarge kompresor MPa

18 P 3 tekanan sisi keluar kondensor MPa P 4 tekanan sisi masuk evaporator MPa P 5 tekanan sisi keluar evaporator MPa P /P 2 1 pressure ratio tanpa dimensi P evap tekanan evaporator MPa P kond tekanan kondensor MPa Q evap kalor yang diserap evaporator kw Q Konden kalor yang diserap Kondensor kw S entropi kj/(kg. K) S panjang langka m T temperatur absolut o C atau K T evap T kond temperatur evaporator temperatur kondensor o C o C SMER Spesific moisture extraction rate Kg/kW SEC Spesific energy consumption kw/kg BPP Biaya pokok produksi Rupia/kg I Kuat arus A Cp Panas jenis kj/kg.k Wc Daya kompressor kw ρ u densitas udara kg/m 3