MESIN PENGERING SEPATU DENGAN UDARA BUANG YANG DIMANFAATKAN UNTUK PENGERING SEPATU SKRIPSI

Transkripsi

1 MESIN PENGERING SEPATU DENGAN UDARA BUANG YANG DIMANFAATKAN UNTUK PENGERING SEPATU SKRIPSI Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin S-1 Disusun Oleh : WILLIAM INDRA KUSUSMA NIM : PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2016 i

2 SHOES DRYER MACHINE WITH AIR EXHAUST THAT USE TO SHOES DRYER FINAL PROJECT As Partical Fulfillment of the Requirement To Getting The Sarjana Teknik degree In Mechanical Engineering By WILLIAM INDRA KUSUSMA Student Number: MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2016 ii

3 iii

4 iv

5 PERNYATAAN KEASLIAN KARYA Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah digunakan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang sepengetahuan 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. Yogyakarta, 8 Agustus 2016 William Indra Kusuma v

6 LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : William Indra Kusuma Nomor Mahasiswa : Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul : Mesin Pengering Sepatu Dengan Udara Buang yang Dimanfaatkan Untuk Pengering Sepatu 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 menyantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Yogyakarta, 8 Agustus 2016 Yang menyatakan, William Indra Kusuma vi

7 INTISARI Sekarang ini mesin pengering sepatu yang ramah lingkungan, aman, praktis, dan dapat dipergunakan kapan saja dianggap sangat penting bagi masyarakat, terutama bagi penghuni panti asuhan yang menggunakan mesin pengering sepatu. Tujuan dari penelitian ini adalah: (a) merancang dan merakit mesin pengering sepatu. (b) mengetahui waktu pengeringan sepatu dengan berbagai variasi jumlah sepatu yang dikeringkan. Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Mesin pengering sepatu yang dibuat adalah mesin pengering yang menggunakan siklus kompresi uap sistem terbuka yang memanfaatkan udara buang untuk mengeringkan sepatu. Mesin pengering ini menggunakan beberapa komponen utama, yaitu satu kompresor, dua kondensor dan dua evaporator. Bahan sepatu yang digunakan untuk penelitian yaitu sepatu kain dengan ukuran panjang 29 cm, lebar 11 cm, dan tebal 0,8 cm. Variasi penelitian yang digunakan adalah jumlah sepatu sebanyak 8 pasang, 10 pasang, dan 12 pasang sepatu yang memanfaatkan udara buang dari mesin pengering, serta 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang dari mesin pengering. Hasil penelitian menunjukkan bahwa waktu yang dibutuhkan untuk mengeringkan setiap variasi jumlah sepatu berbeda-beda. Untuk 8 pasang sepatu dengan berat awal 5,85 kg sampai dengan berat akhir 4,84 kg selama selama 120 menit, variasi 10 pasang sepatu dengan berat awal 6,88 kg sampai dengan berat akhir 5,86 kg selama selama 120 menit, dan untuk variasi 12 pasang sepatu dengan berat awal 8,37 kg sampai dengan berat akhir 7,4 kg selama selama 120 menit. Sedangkan untuk variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang dari mesin pengering membutuhkan waktu yang lebih lama sekitar 140 menit dengan berat awal sepatu 7,5 kg sampai dengan berat akhir 6,3 kg. Kata kunci: Mesin pengering sepatu, siklus kompresi uap, sistem terbuka. vii

8 ABSTRACT Recently, the need of the practical and eco-label shoe dryer has been becoming an important product in society. This product is commonly used by the one who lives in the orphanage. The aim of this research are : (a) to design and assemble the shoes dryer machine; (b) the time of shoes to be dried for each varieties. This research was conducted in the Mechanical Engineering Laboratory of Sanata Dharma University. The shoe dryer machine was designed by employing a vaporcompression open system which utilizes the air-flue to dry the shoes. This machine consist of several major components such as a compressor, two condensers, and two evaporators. To optimize the technology of this shoe dryer machine, the shoes materials concerned are canvas shoes with the length of the shoes is approximately 29 cm, the width is 11 cm, and the height is 10.8 cm. Meanwhile, the varieties of shoes in this research are 8 pairs, 10 pairs, and 12 pairs of shoes that deploy the air-flue of the dryer. Nevertheless, there are 10 pairs of shoes that had been observed without utilizing of the air-flue system of the dryer. According to the research conducted, the result of this study showed that there is significant time difference in drying between the varieties of shoes. It is indicated that the 8 pairs of shoes can be measured 5.85 kg by 4.84 kg in 120 minutes. Besides, the 10 pairs of shoes are measured 6.88 kg by 5.86 kg in 120 minutes. Furthermore, the 12 pairs of shoes are measured 8.37 kg by 7.4 kg in 120 minutes. Despite of the others varieties of shoes dried by utilizing the air-flue of dryer, the research also discovered that there are 10 pairs of shoes which had been dried without applying the air-flue needed the longer period of time than the shoes observed. It measured 7.5 kg by 6.3 kg in 140 minutes. Key words: shoe dryer machine, vapor-compression open system. viii

9 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha atas limpahan rahmatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik dan tepat pada waktunya. Skripsi ini merupakan salah satu syarat wajib bagi setiap mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma untuk memperoleh ijazah maupun gelar S1 Teknik Mesin. Berkat bimbingan, nasihat, dan doa yang diberikan oleh berbagai pihak, akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik dan juga maksimal. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati dan ketulusan, penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada : 1. Sudi Mungkasi, Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta dan sekaligus sebagai Dosen Pembimbing Skripsi. 3. Doddy Purwadianto S.T., M.T., selaku kepala Laboratorium Konversi Energi Sanata Dharma Yogyakarta yang mengijinkan dan memfasilitasi dalam mengambil data. 4. Andreas Sutarto dan Wong Sioelan sebagai kedua orang tua penulis yang selalu memberi semangat baik berupa materi maupun spiritual. 5. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma atas semua ilmu yang telah diberikan kepada penulis selama perkuliahan. 6. Seluruh Tenaga Kependidikan Program Studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi yang telah membantu penulis selama perkuliahan hingga selesainya penulisan skripsi ini. ix

10 7. Semua teman-teman Teknik Mesin dan pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah memberikan bantuan moril maupun material sehingga proses penyelesaian skripsi ini berjalan dengan lancar. Akhir kata, penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini tidaklah sempurna, Tidak ada gading yang tak retak sehingga kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca sangat diharapkan demi penyempurnaan skripsi ini di kemudian hari. Akhirnya, besar harapan penulis agar skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Yogyakarta, 8 Agustus 2016 William Indra Kusuma x

11 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... TITLE PAGE... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... HALAMAN PERNYATAAN... HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI... INTISARI... ABSTRACK... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... i ii iii iv v vi vii viii ix xi xiv xv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan-Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 4 BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA Dasar Teori Macam-Macam Mesin Pengering Dehumidifier Parameter Dehumidifier xi

12 2.1.4 Proses Yang Terjadi Pada Mesin Pengering Sepatu Siklus Kompresi Uap Psychrometric Chart Tinjauan Pustaka BAB III PEMBUATAN ALAT Alat dan Bahan Penelitian Variasi Penelitian Alat dan Bahan Pembuat Mesin Pengering Sepatu Alat Bahan Alat Bantu Penelitian Tata Cara Penelitian Alur Pelaksanaan Penelitian Pembuatan Mesin Pengering Sepatu Proses Pengisian Refrijeran 134a Skematik Pengambilan Data Cara Pengambilan Data Cara Menganalisis dan Menampilkan Hasil Cara Mendapatkan Kesimpulan BAB IV HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian xii

13 4.2 Hasil Perhitungan Pembahasan BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii

14 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Komposisi Gas di udara Tabel 3.1 Tabel yang diperlukan dalam pengambilan data Tabel 4.1 Data hasil rata-rata penelitian untuk 8 sepatu Tabel 4.2 Data hasil rata-rata penelitian untuk 10 sepatu Tabel 4.3 Data hasil rata-rata penelitian untuk 10 sepatu dalam satu ruang penggering Tabel 4.4 Data hasil rata-rata penelitian untuk 12 sepatu Tabel 4.5 Massa air yang menguap dari handuk (M1) dan Tabel (M2) Hasil perhitungan tekanan kerja dan suhu kerja evaporator dan kondensor untuk variasi 8 pasang sepatu... Tabel 4.7 Hasil perhitungan tekanan kerja dan suhu kerja evaporator dan kondensor untuk variasi 10 pasang sepatu... Tabel 4.8 Hasil perhitungan tekanan kerja dan suhu kerja evaporator dan kondensor untuk variasi 12 pasang sepatu... Tabel 4.9 Hasil perhitungan tekanan kerja dan suhu kerja evaporator dan kondensor untuk variasi 10 pasang sepatu tanpa menggunakan udara buang... Tabel 4.10 Hasil perhitungan pengeringan sepatu dengan variasi 8 pasang... Tabel 4.11 Hasil perhitungan pengeringan sepatu dengan variasi 10 pasang... Tabel 4.12 Hasil perhitungan pengeringan sepatu dengan variasi 10 pasang tanpa menggunakan udara buang Tabel 4.13 Hasil perhitungan pengeringan sepatu dengan variasi 12 pasang xiv

15 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Mesin pengering pakaian dengan gaya sentrifugal... 7 Gambar 2.2 Mesin pengering helm dengan energi litrik... 8 Gambar 2.3 Mesin Rotary Dryer... 9 Gambar 2.4 Refrigerant dehumidifier Gambar 2.5 Desiccant dehumidifier Gambar 2.6 Termometer basah dan termometer kering Gambar 2.7 Proses yang terjadi pada mesin pengering 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 Gambar 2.11 Skematik Psychrometric Chart Gambar 2.12 Psychrometric Chart Gambar 2.13 Proses-proses yang terjadi dalam psychrometric chart.. 27 Gambar 2.14 Proses pendinginan (cooling) Gambar 2.15 Proses pemanasan (Heating) Gambar 2.16 Proses pelembaban (humidifying) Gambar 2.17 Proses penurunan kelembaban (dehumidifying) Gambar 2.18 Proses pemanasan dan pelembaban (heating and 32 humidifying)... Gambar 2.19 Proses pemanasan dan penurunan kelembaban (heating 33 and dehumidifying)... Gambar 2.20 Proses pendingingan dan pelembaban (cooling and humidifying) Gambar 2.21 Proses pendinginan dan penurunan kelembaban 35 (cooling and dehumidifying)... Gambar 3.1 Skematik mesin pengering sepatu xv

16 Gambar 3.2 Sepatu Gambar 3.3 Papan kayu Gambar 3.4 Evaporator Gambar 3.5 Kompresor Gambar 3.6 Kondensor Gambar 3.7 Pipa kapiler Gambar 3.8 Filter Gambar 3.9 Refrijeran 134a Gambar 3.10 Motor listrik Gambar 3.11 Kipas Gambar 3.12 Termokopel dan pengukur suhu digital Gambar 3.13 Timbangan digital Gambar 3.14 Termometer basah dan termometer kering Gambar 3.15 Diagram alir untuk penelitian Gambar 3.16 Kotak mesin pengering sepatu Gambar 3.17 Komponen utama siklus kompresi uap Gambar 3.18 Katup pengisian refrijeran Gambar 3.19 Skematik pengambilan data Gambar 4.1 Suhu kerja evaporator (Tevap) dan suhu kerja kondensor (Tkond)... Gambar 4.2 Psychromatric chart 12 pasang sepatu pada menit ke Gambar 4.3 Penurunan massa air pada proses pengeringan sepatu ruang satu... Gambar 4.4 Penurunan massa air pada proses pengeringan sepatu dengan memanfaatkan udara buang... Gambar A.1 Psychrometric chart variasi 12 pasang sepatu pada menit ke 0... Gambar A.2 Psychrometric chart variasi 12 pasang sepatu pada menit ke xvi

17 Gambar A.3 Psychrometric chart variasi 12 pasang sepatu pada 86 menit ke Gambar A.4 Psychrometric chart variasi 12 pasang sepatu pada 86 menit ke Gambar A.5 Psychrometric chart variasi 12 pasang sepatu pada 87 menit ke Gambar A.6 Psychrometric chart variasi 12 pasang sepatu pada 87 menit ke Gambar A.7 Psychrometric chart variasi 12 pasang sepatu pada 88 menit ke Gambar A.8 Psychrometric chart variasi 12 pasang sepatu rata-rata. 88 Gambar A.9 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.10 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu pada 89 menit ke Gambar A.11 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu pada 90 menit ke Gambar A.12 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu pada 90 menit ke Gambar A.13 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu pada 91 menit ke Gambar A.14 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu pada 91 menit ke Gambar A.15 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu pada 92 menit ke Gambar A.16 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu rata-rata. 92 Gambar A.17 Psychrometric chart variasi 8 pasang sepatu pada 93 menit ke 0... Gambar A.18 Psychrometric chart variasi 8 pasang sepatu pada 93 menit ke Gambar A.19 Psychrometric chart variasi 8 pasang sepatu pada 94 menit ke Gambar A.20 Psychrometric chart variasi 8 pasang sepatu pada 94 menit ke Gambar A.21 Psychrometric chart variasi 8 pasang sepatu pada 95 menit ke Gambar A.22 Psychrometric chart variasi 8 pasang sepatu pada 95 menit ke Gambar A.23 Psychrometric chart variasi 8 pasang sepatu pada 96 menit ke Gambar A.24 Psychrometric chart variasi 8 pasang sepatu rata-rata Gambar A.25 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke 0... xvii 97

18 Gambar A.26 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu tanpa 97 memanfaatkan udara buang pada menit ke Gambar A.27 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu tanpa 98 memanfaatkan udara buang pada menit ke Gambar A.28 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu tanpa 98 memanfaatkan udara buang pada menit ke Gambar A.29 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu tanpa 99 memanfaatkan udara buang pada menit ke Gambar A.30 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu tanpa 99 memanfaatkan udara buang pada menit ke Gambar A.31 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu tanpa 100 memanfaatkan udara buang pada menit ke Gambar A.32 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu tanpa 100 memanfaatkan udara buang pada menit ke Gambar A.33 Psychrometric chart variasi 10 pasang sepatu tanpa 101 memanfaatkan udara buang rata-rata... Gambar A.34 P-h diagram variasi 12 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.35 P-h diagram variasi 12 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.36 P-h diagram variasi 12 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.37 P-h diagram variasi 12 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.38 P-h diagram variasi 12 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.39 P-h diagram variasi 12 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.40 P-h diagram variasi 12 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.41 P-h diagram variasi 12 pasang sepatu pada rata-rata Gambar A.42 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.43 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.44 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.45 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.46 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.47 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.48 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.49 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu rata-rata xviii

19 Gambar A.50 P-h diagram variasi 8 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.51 P-h diagram variasi 8 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.52 P-h diagram variasi 8 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.53 P-h diagram variasi 8 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.54 P-h diagram variasi 8 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.55 P-h diagram variasi 8 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.56 P-h diagram variasi 8 pasang sepatu pada menit ke Gambar A.57 P-h diagram variasi 8 pasang sepatu rata-rata Gambar A.58 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke 0... Gambar A.59 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke Gambar A.60 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke Gambar A.61 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke Gambar A.62 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke Gambar A.63 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke Gambar A.64 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke Gambar A.65 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang pada menit ke Gambar A.66 P-h diagram variasi 10 pasang sepatu tanpa memanfaatkan udara buang rata-rata xix

20 1 1.1 Latar Belakang BAB I PENDAHULUAN Indonesia merupakan negara yang hanya memiliki dua jenis musim, yaitu musim hujan dan musim kemarau. Pada musim hujan yang biasanya terjadi pada bulan-bulan tertentu seperti pada bulan Oktober sampai dengan bulan April. Musim hujan di Indonensia disebabkan oleh adanya hembusan Angin Muson Barat yang bertiup dari Benua Asia yang bertekanan maksimum ke Benua Australia yang bertekanan minimum. Angin Muson Barat ini banyak membawa uap air, sehingga di sebagian besar wilayah Indonesia mengalami musim hujan. Musim hujan yang berlangsung di Indonesia cukup lama, sekitar 6 bulan. Dengan lamanya musim hujan yang berlangsung sinar matahari lebih sulit didapat. Selain itu menjemur sepatu selama ini dilakukan secara konvensional, dijemur diluar ruangan memerlukan sinar matahari, hembusan angin dan lahan untuk mengeringkan sepatu. Hal ini dapat mejadi masalah bagi para penghuni panti asuhan. Karena sebagian besar dari penghuni panti asuhan rata-rata masih pada taraf usia pelajar yang wajib mengenakan sepatu setiap hari untuk berangkat sekolah. Melihat permasalahan tersebut maka diperlukanlah sebuah solusi yang tepat untuk menyelesaikan permasalah tersebut. Oleh sebab itu maka diperlukan sebuah alat yang dapat mengeringkan sepatu walaupun tidak ada energi panas matahari. Sehingga sewaktu-waktu dapat menggunakan alat pengering sepatu untuk mengeringkan sepatu kapanpun dibutuhkan. Dengan waktu yang relative

21 2 lebih cepat dari pada ketika menggunakan energi panas matahari. Alat ini bekerja dengan cara mengeringkan uap air yang terdapat diseluruh bagian sepatu. Sehingga dengan metode seperti ini maka sepatu akan lebih cepat kering, dan siap digunakan kapan saja. Mesin pengering sepatu ini menggunakan energi listrik sebagai sumber tenaga untuk mengeringkan sepatu. Kelebihan dari mesin pengering sepatu dengan listrik adalah mudahnya dalam pengoperasian, tidak tergantung cuaca dan dapat dipergunakan pagi, siang, dan malam hari. Dewasa ini mesin pengering sepatu yang mampu mengeringkan sepatu dalam jumlah banyak namun aman, ramah lingkungan, mudah digunakan dan mampu bekerja tanpa melibatkan sumber energi matahari, belum banyak di pasaran. Pada saat ini sudah dikenal beberapa jenis mesin pengering yang beredar di pasaran, seperti; mesin pengering pakaian, mesin pengering helm, mesin pengering tas, dan mesin pengering padi. Melihat permasalahan tersebut maka penulis tertantang untuk merancang mesin pengering sepatu yang ramah lingkungan, aman, praktis dan dapat digunakan kapan saja tanpa melibatkan energi surya

22 3 1.2 Perumusan Masalah Di pasaran produk mesin pengering sepatu untuk kapasitas yang besar sangat jarang ditemukan. Sehingga diperlukan inovasi produk pengering sepatu yang mampu mengeringkan sepatu dalam jumlah banyak, aman, ramah lingkungan dan mudah di gunakan, sarta mampu bekerja tanpa melibatkan sumber energi matahari sehingga mampu bekerja pada saat musim hujan, dan malam hari. 1.3 Batasan-Batasan Masalah Beberapa batasan masalah di dalam pembuatan mesin pengering sepatu adalah: a. Mesin bekerja dengan mempergunakan siklus kompresi uap dengan komponen utama kondensor, evaporator, kompresor dan pipa kapiler. b. Daya kompresor yang digunakan sebesar 1 HP, untuk komponen utama yang lain ukurannya menyesuaikan dengan besarnya daya kompresor, dan mempergunakan komponen standar yang tersedia di pasaran. c. Menggunakan jenis Refrijeran R134a. d. Mesin pengering bekerja dengan sistem terbuka. e. Sumber energi dari mesin pengering sepatu adalah energi listrik. 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah: a. Merancang dan membuat mesin pengering sepatu yang praktis, aman, dan ramah lingkungan. b. Mengetahui waktu pengeringan sepatu yang dibuat dengan berbagai variasi jumlah sepatu yang dikeringkan.

23 4 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat yang didapat dari hasil penelitian ini adalah: a. Hasil penelitian dapat dipergunakan sebagai referensi bagi peneliti lain yang memiliki minat yang sama untuk meneliti tentang mesin pengering sepatu. b. Dapat menambah kasanah ilmu pengetahuan tentang mesin pengering sepatu untuk dapat ditempatkan di perpustakaan. c. Mesin pengering sepatu yang dihasilkan dapat dipergunakan di panti asuhan, usaha laundri dan perhotelan.

24 5 BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dasar Teori Prinsip kerja mesin pengering adalah dengan cara melewatkan udara kering dan panas ke dalam ruang pengering. Udara sekitar dihisap kipas melewati evaporator, kandungan uap air dalam udara luar diteteskan, sehingga udara yang telah melewati evaporator menjadi kering. Kemudian udara dilewatkan kompresor yang bersuhu tinggi, sehingga menghasilkan udara kering yang bersuhu tinggi. Setelah melewati kompresor udara dihembuskan oleh kipas melewati kondensor yang bersuhu lebih tinggi dari suhu udara sehingga suhu udara panas akan naik menjadi lebih panas lagi. kemudian udara panas yang telah melewati kondensor dihembuskan oleh kipas masuk ke ruang pengering. Udara kering bersuhu tinggi ini digunakan untuk mengeringkan sepatu basah yang berada didalam ruang pengering yang memiliki kelembaban tinggi menjadi kering akibat udara kering bersuhu tinggi yang melewatinya. Saat udara melewati sepatu basah tersebut, air pada sepatu berpindah ke udara kering yang bersuhu tinggi tersebut. Kemudian udara panas hasil dari ruang pengering dihembuskan kembali masuk ke dalam lemari pengering kedua. Hal ini dikarenakan suhu udara yang keluar dari ruang pengering satu masih cukup tinggi dan masih memiliki udara yang cukup kering sehingga dapat dimanfaatkan kembali untuk mengeringkan sepatu basah yang berada di dalam ruang pengering dua. Setelah mengeringkan di pengering dua udara tersebut dihembuskan keluar ruang pengering.

25 Macam-Macam Mesin Pengering Pada saat ini ada beberapa macam mesin pengering, diantaranya (a) Mesin pengering pakaian dengan gaya sentrifugal, (b) Mesin pengering helm dengan menggunakan energi listrik, (c) Mesin pengering hasil perkebunan dengan Rotary Dryer, (d) Mesin pengering sepatu dengan metode dehumidifikasi. a. Mesin 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 meyebabkan air yang ada didalam pakaian menguap. Putaran yang tinggi tersebut menimbulkan gaya sentrifugal yang mengakibatkan uap air terhempas keluar dari drum utama dan tertampung di drum terluar, kemudian air yg terkumpul langsung keluar melalui pipa output. Metode pengeringan ini dapat membantu proses pengeringan bila cuaca mendung ataupun hujan.

26 7 Gambar 2.1 Mesin pengering pakaian dengan gaya sentrifugal. itaosebm/s1600/dryer.jpg b. Mesin pengering helm dengan menggunakan energi litrik Mesin pengering helm merupakan alat pemanas yang menggunakan tiga buah komponen utama antara lain motor litrik, kipas dan elemen pemanas. Elemen pemanasnya berupa lilitan tembaga yang disusun sedemikian rupa membentuk spiral, Motor listrik penggerak kipas berupa motor DC dan kipas terbuat dari bahan aluminium. Prinsip kerja dari mesin pengering helm yaitu elemen pemanas dialiri oleh energi listrik sehingga menghasilkan panas untuk menaikkan suhu udara ruangan kemudian udara panas dihembuskan dengan bantuan dari kipas yang digerakan oleh motor listrik masuk ke dalam ruang pengering sehingga bagian dalam helm menjadi kering karena pada saat bagian dalam helm yang sebagian besar

27 8 bahannya terbuah dari bahan kain dilewati oleh udara panas, air yang terdapat pada helm menguap dan berpindah ke udara panas tersebut. Gambar 2.2 Mesin pengering helm dengan menggunakan energi litrik. c. Mesin pengering hasil perkebunan dengan Rotary Dryer Mesin pengering Rotary Dryer merupakan salah satu jenis mesin pengering yang sering digunakan dalam bidang pengolahan makanan dan pertanian. Dalam bidang pengolahan makanan sering digunakan untuk proses pengeringan tepung roti, tepung mokaf. Untuk bidang pertanian, banyak digunakan untuk proses pengeringan gabah, kedelai, jagung, biji kopi, biji kakao. Prinsip kerja metode pengeringan dengan menggunakan Rotary Dryer adalah dengan memutar dan penambahan panas secara tidak langsung. Badan utama mesin yang berbentuk tabung memanjang bergerak berputar dengan bantuan heater untuk proses pengeringan. Udara panas kemudian dihembuskan dari heater dengan menggunakan blower kedalam ruang pengering. Udara panas yang dihembuskan inilah yang berfungsi unruk mengeringkan bahan baku,

28 9 sedangakan fungsi dari Rotary adalah untuk mengaduk bahan baku sehingga bahan baku kering secara merata di semua bagian. Bahan baku yang akan dikeringkan masuk ke dalam corong input secara bertahap hingga semua bagain didalam tabung penuh oleh bahan baku, kemudian bahan baku di keluarkan melalui corong output dalam keadaan kering. Gambar 2.3 Mesin Rotary Dryer d. Pengering Sepatu dengan metode dehumidifikasi Pengering sepatu jenis ini menggunakan metode dehumidifikasi. Pengering sepatu jenis ini sangat jarang ditemui di pasaran. Mesin pengering sepatu bekerja dengan memanfaatkan proses dehumidifikasi dan pemanasan udara yang disirkulasikan ke dalam lemari pengering. Udara diturunkan kelembabannya dan dipanaskan, kemudian disirkulasikan ke lemari pengering. Akibat dari udara kering dan bersuhu tinggi pada ruangan menimbulkan air dalam sepatu menguap. Selanjutnya udara kering yang bercampur dengan udara lembab hasil dari penggeringan di lemari pertama dipergunakan kembali untuk mengeringkan lemari kedua sebelum di lepas ke udara luar.

29 Dehumidifier Dehumidifier merupakan suatu alat pengering udara yang berfungsi mengurangi banyaknya kandungan air pada udara melalui proses dehumidifikasi. Proses dehumidifikasi merupakan proses penurunan kadar air dalam udara menjadi udara kering. Dengan mengkondisikan udara di dalam ruangan, dapat diperoleh kelembaban sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai. Dehumidifikasi udara dapat dicapai dengan 2 metode. Pertama, dengan cara mendinginkan udara dibawah titik embun dan menurunkan kandungan air dengan cara kondensasi atau yang disebut refrigerant dehumidifier. Kedua, menggunakan metode bahan pengering sebagai penyerap kelembaban atau yang disebut desiccant dehumidifier. 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.

30 11 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 sampai ke titik suhu kondensasi terjadi. Kondensasi terbentuk pada evaporator, kemudian menetes ke bawah dan tertampung pada wadah. Sedangkan kondensor memiliki peran untuk menaikkan suhu udara agar udara menjadi semakin kering. Gambar 2.4 Siklus Refrigerant dehumidifier. dehumidification

31 12 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. 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.

32 13 Gambar 2.5 Siklus Desiccant dehumidifier Parameter Dehumidifier Untuk memahami proses dehumidifikasi ada beberapa parameter yang harus dimengerti antara lain (a) Suhu udara, (b) Laju aliran udara, (c) Kelembaban. a. Suhu Udara Suhu udara adalah keadaaan panas atau dinginnya udara di suatu 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 sepatu maka kemampuan untuk memindahkan kalor semakin besar, sehingga kemapuan untuk menguapkan air juga meningkat. Agar bahan yang dikeringkan tidak sampai rusak, suhu udara harus diatur atau dikontrol terus menerus.

33 14 Terdapat tiga temperatur udara yaitu: temperatur bola kering, temperatur bola basah dan temperatur titik embun. Temperatur bola kering adalah temperatur udara bebas yang terbaca pada termometer bola kering atau termokopel dan termometer digital. Temperatur bola basah adalah temperatur yang terbaca pada termometer dengan sensor yang dibalut dengan kain basah. Temperatur yang terbaca oleh termometer bola basah lebih rendah dari pada yang terbaca oleh temperatur bola kering karena sebagian kalor telah digunakan untuk menguapkan air yang ada di kain basah. Temperatur titik embun adalah temperatur dimana udara mulai menunjukkan aksi pengembunan ketika didinginkan. Pada saat udara mengalami saturasi (jenuh) maka besarnya temperatur titik embun sama dengan besarnya temperatur bola basah (Twb) demikian pula temperatur bola kering (Tdb). b. Laju pengeringan dan laju aliran masa udara Laju pengeringan adalah massa air yang diuapkan per satuan waktu. Atau laju pengeringan adalah perbedaan massa air (Δm) dibagi perbedaan waktu (Δt). Laju pengeringan dapat dihitung dengan Persamaan (2.1): m M 3 (2.1) t Pada persamaan (2.1): M3 : laju pengeringan, (kg/menit) Δm : perbedaan massa air, (kg) Δt : selang waktu, (menit)

34 15 Laju aliran massa udara pada proses pengeringan berfungsi membawa udara panas untuk menguapkan air dalam sepatu serta mengeluarkan uap air hasil penguapan tersebut. Uap air hasil penguapan harus segera dikeluarkan agar tidak membuat jenuh udara pada ruangan, yang dapat menggangu proses pengeringan. Semakin besar debit aliran udara panas yang mengalir maka semakin besar kemampuan menguapkan air dalam sepatu, namun berbanding terbalik dengan suhu udara yang turun. Untuk memperbesar debit aliran udara dapat dengan memperbesar luasan penampang ataupun kecepatan aliran udara, dengan Persamaan (2.2). mudara M 3 w (2.2) Pada persamaan (2.2): ṁudara : laju aliran massa udara,(kg/s) M3 : laju pengeringan,(kg/menit) Δw : massa air yang berhasil diuapkan,(kgair/kgudara) c. Kelembaban Kelembaban spesifik didefinisikan sebagai jumlah kandungan air dalam udara. Udara dikatakan mempunyai kelembaban spesifik 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.

35 16 Komposisi dari udara terdiri berbagai jenis gas yang relatif konstan. Komposisi campuran gas yang terdapat di udara disajikan pada Tabel 2.1 Tabel 2.1 Komposisi gas di udara No Unsur kimia Lambang Volume(%) 1 Netrogen / zat lemas N2 78,08 2 Oksigen / zat pembakar O2 20,95 3 Argon Ar 0,93 4 Asam arang CO2 0,03 5 Neon Ne 0, Helium He 0, kripton Kr 0, Xenon Xe 0, Nitrous oksida N2O 0, hidrogen H2 0,00005 Alat yang dapat dipergunakan untuk mengetahui tingkat kelembaban di udara biasanya menggunakan termometer bola basah dan termometer bola kering. Termometer pertama digunakan untuk mengukur suhu udara kering dan termometer kedua digunakan 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 diukur adalah suhu saturasi atau titik jenuh. Untuk mengetahui kelembaban relatif udara, pertama harus diketahui temperatur udara kering dan temperatur udara basah. Kemudian higrometer manual yang terdapat pada termometer udara basah dan kering diputar sampai garis yang menunjukkan nilai suhu udara kering dan nilai suhu udara basah berhimpitan. Maka garis akan menunjukkan besarnya kelembaban relatif di skala kelembaban relatif. Cara lain untuk mendapatkan nilai kelembaban relatif dengan menggunakan psychrometric chart.

36 17 Gambar 2.6 Termometer basah, termometer kering, dan higrometer Kelembaban udara dapat dinyatakan sebagai kelembaban udara mutlak, kelembaban relatif dan kelembaban spesifik. Kelembaban mutlak adalah massa uap air yang terkandung dalam 1 m 3 udara kering. Kelembaban relatif merupakan perbandingan massa air yang berada pada udara dibandingkan dengan massa air maksimal yang dapat dikandung udara pada suhu itu. Kelembaban relatif menentukan kemampuan udara pengering untuk menampung kadar air sepatu yang telah diuapkan. Semakin rendah kelembaban relatif maka semakin banyak uap air yang dapat diserap. Kelembaban spesifik atau ratio (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 satu gram uap air per kilogram udara kering (gr/kg) atau (kg/kg). Dalam sistem dehumidifier semakin besar perbandingan kelembaban spesifik udara setelah keluar dari ruang pengering (wh) dengan kelembaban spesifik udara masuk ruang pengering (wf), semakin banyak massa air yang

37 18 berhasil diuapkan. Massa air yang diuapkan (Δw) dapat dihitung dengan Persamaan (2.3) : Δw = (wh wf) kg/kg (2.3) Pada persamaan (2.3): Δw : Massa air yang berhasil diuapkan, (kg/kg) wh : Kelembaban spesifik udara keluar dari ruang pengering, (kg/kg) wf : Kelembaban spesifik udara masuk ruang pengering, (kg/kg) Proses Yang Terjadi Pada Mesin Pengering Sepatu Pada Gambar 2.7 adalah proses yang terjadi pada mesin pengering sepatu. Udara luar yang mengandung uap air dilewatkan evaporator yang bertemperatur rendah sehingga uap air yang ada di udara mengalami kondensasi, setelah melewati evaporator temperatur udara dan kandungan uap air mengalami penurunan (cooling and dehumity) menghasilkan udara kering yang bersuhu rendah. Udara bertemperatur rendah tersebut kemudian dilewatkan kompresor yang bertemperatur tinggi sehingga terjadi perpindahan panas dari kompresor ke udara. Udara mengalami kenaikan temperatur udara kering. Temperatur udara dinaikkan lagi dengan cara melewatkan ke kondensor. Proses udara melewati kompresor, kondensor disebut proses pemanasan (heating) menghasilkan udara kering dengan suhu udara yang tinggi. Pada proses heating,proses berjalan pada nilai kelembaban spesifik yang konstan. Pada proses ini kelembaban relatif udara mengalami penurunan, sedangkan suhu udara basahnya mengalami kenaikan.

38 19 (Cooling and (heating) (Cooling and dehumidifying) humidifying) Gambar 2.7 Proses yang terjadi pada mesin pengering Udara kering bertemperatur tinggi masuk dalam ruang pengering untuk mengeringkan sepatu yang basah. Saat udara kering bertemperatur tinggi melewati sepatu basah, terjadilah proses perpindahan kalor. Air yang terdapat di sepatu menguap karena temperatur yang tinggi dari udara dan berubah menjadi uap air. Uap air terbawa udara keluar ruang pengering. Sehingga udara yang keluar dari ruang pengering temperaturnya turun dan kandungan airnya meningkat. Proses ini disebut proses pendinginan dan pelembaban (cooling and dehumidifying) 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

39 20 ramah lingkungan. Komponen utama dari sebuah siklus kompresi uap adalah evaporator, kompresor, kondensor dan pipa kapiler. Gambar 2.8 Skematik siklus kompresi uap Dalam siklus kompresi uap 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 di dalam kondensor. Kemudian cairan refrigeran bertekanan tinggi tersebut tekanannya diturunkan oleh pipa kapiler agar cairan refrigeran bertekanan rendah tersebut dapat menguap kembali dalam evaporator menjadi uap refrigeran tekanan rendah. Gambar 2.8 menyajikan skematik dari siklus kompresi uap, sedangkan Gambar 2.9 menyajikan siklus kompresi uap pada diagram P-h, dan Gambar 2.10 menyajikan dalam diagram T-s.

40 21 Gambar 2.9 P-h diagram siklus kompresi uap Gambar 2.10 T-s Diagram Siklus Kompresi Uap

41 22 Terdapat beberapa proses yang dialami oleh refrigeran dalam siklus kompresi uap standar ini yaitu: a. Proses 1-2 merupakan proses kompresi isentropik (proses berlangsung pada entropi (s) konstan) refrigeran. Karena proses ini berlansung secara isentropik, maka suhu yang keluar dari kompresor meningkat menjadi gas panas lanjut. Proses ini dilakukan oleh kompresor, refrigeran yang berupa gas bertekanan rendah mengalami kompresi yang mengakibatkan refrigeran menjadi gas panas lanjut bertekanan tinggi. b. Proses 2-2a merupakan proses penurunan suhu (desuperheating). Proses ini berlangsung ketika refrigeran memasuki kondensor. Refrigeran gas panas lanjut yang bertemperatur tinggi diturunkan suhunya sampai memasuki titik gas jenuh, berlangsung pada tekanan yang konstan. c. Proses 2a-3a merupakan proses kondensasi atau pelepasan kalor ke udara lingkungan sekitar kondensor pada suhu konstan. Pada saat yang sama terjadi perubahan fase dari gas jenuh menjadi cair jenuh. Perubahan fase ini dikarenakan temperatur refrigeran lebih tinggi dari pada suhu udara lingkungan sekitar kondensor. Berlangsung pada tekanan dan suhu yang konstan. d. Proses 3a-3 merupakan proses pendinginan lanjut, proses ini terjadi pelepasan kalor sehingga suhu refrigeran keluar dari kondensor menjadi lebih rendah dan berada pada fase cair. Hal ini agar refrigeran dapat lebih mudah mengalir dalam pipa kapiler.

42 23 e. Proses 3-4 merupakan proses penurunan tekanan secara drastis dan berlangsung pada entalpi yang konstan, proses ini berlangsung selama di dalam pipa kapiler. Pada proses ini refrigeran mengalami perubahan fase dari cair menjadi fase campuran (cair-gas). Akibat dari penurunan tekanan, suhu refrigeran juga mengalami penurunan. f. Proses 4-1a merupakan proses evaporasi atau penguapan. Ketika proses ini berlangsung terjadi perubahan fase dari campuran (cair-gas) menjadi gas jenuh. Perubahan fase ini terjadi dikarenakan suhu refrigeran lebih rendah dari pada suhu udara lingkungan sekitar evaporator sehingga terjadi penyerapan kalor dari udara lingkungan sekitar evaporator. Proses ini berlangsung pada tekanan dan suhu yang konstan. g. Proses 1a-1 merupakan proses pemanasan lanjut. Proses yang terjadi karena penyerapan kalor terus menurus pada proses 4-1a, refrigeran yang akan masuk ke kompresor berubah fase dari gas jenuh manjadi gas panas lanjut. Pada proses ini mengakibatkan kenaikan tekanan dan suhu refigeran 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 yang konstan. Ada beberapa istilah yang digunakan dalam Psychrometric chart yaitu

43 24 Gambar 2.11 Skematik Psychrometric Chart Parameter-parameter udara dalam Psychrometric chart antara lain (a) Dry-bulb 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 (Tdb) Temperatur bola kering adalah temperatur udara bebas yang diperoleh melalui pengukuran termometer dengan bola kering atau termokopel dan termometer digital. Temperatur bola kering dapat dilihat dari garis dry bulb line dengan satuan ( o C).

44 25 b. Wet-Bulb Temperature (Twb) Temperatur bola basah adalah temperatur yang terbaca pada termometer dengan sensor yang dibalut dengan kain basah. Temperatur bola basah dapat dilihat dari garis wet bulb line dengan satuan ( o C). c. Dew-point temperature Temperatur titik embun adalah temperatur dimana udara mulai menunjukkan aksi pengembunan ketika didinginkan. Pada saat udara mengalami saturasi (jenuh) maka besarnya temperatur titik embun sama dengan besarnya temperatur bola basah (Twb) demikian pula temperatur bola kering (Tdb). Temperatur titik embun dapat dilihat dari garis dew point line dengan satuan ( o C). d. Specific Humidity (w) Kelembaban spesifik adalah berat uap air di udara dalam setiap kilogram udara kering (kg/kg). Kelembaban spesifik dapat dilihat dari garis humidity ratio. e. Volume Spesifik (v) Volume spesifik adalah volume udara per satuan massa (m 3 /kg). Volume spesifik dapat dilihat dari garis specific volume line. f. Entalpi (h) Entalpi adalah jumlah energy dari suatu sistem per satuan massa (kj/kg). g. Kelembaban Relatif (RH) Kelembban relatif adalah perbandingan massa air yang berada pada udara dibandingkan dengan massa air maksimal yang dapat dikandung udara pada suhu itu. Kelembaban relatif dapat dilihat dari garis relative humidity line.

45 Gambar 2.12 Psychrometric Chart 26

46 27 Proses-proses yang terjadi dalam psychrometric chart, diantarannya (a) proses pendinginan (cooling), (b) proses pemanasan (heating), (c) proses pelembaban (humidifying), (d) proses penurunan kelembaban (dehumidifying), (e) proses pemanasan dan pelembaban (heating and humidifying), (f) proses pemanasan dan penurunan kelembaban (heating and dehumidifying), (g) proses pendingingan dan pelembaban (cooling and humidifying), (h) proses pendinginan dan penurunan kelembaban (cooling and dehumidifying). Berikut ini penjelasannya: Gambar 2.13 Proses-proses yang terjadi dalam psychrometric chart

47 28 a. Proses pendinginan (Cooling ) Proses ini berfungsi menurunkan temperatur udara kering (dry bulb) udara tanpa mengurangi kandungan uap air. Jadi proses ini berlangsung pada kondisi moisture content yang konstan sehingga titik embun (dew point) juga berada dalam kondisi konstan. Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak dari kanan horizontal ke kiri (ke arah Barat). Beberapa kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: turunnya entalpi, turunnya temperatur udara basah (wet bulb), naiknya densitas udara karena terjadi penurunan volume spesifik, dan naiknya kelembaban relatif udara. Gambar 2.14 Proses pendinginan (cooling ) b. Proses pemanasan (Heating). Proses ini berfungsi menaikkan temperatur (dry bulb) udara tanpa mengurangi kandungan uap air. Jadi proses ini berlangsung pada kondisi moisture content yang konstan sehingga titik embun (dew point) juga berada dalam kondisi

48 29 konstan. Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak dari kiri horizontal ke kanan (ke arah Timur). Beberapa kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: naiknya entalpi, naiknya temperatur udara basah (wet bulb), turunnya densitas udara karena terjadi kenaikan volume spesifik, dan turunnya kelembaban relatif udara. Gambar 2.15 Proses pemanasan (Heating). c. Proses pelembaban (humidifying) Proses ini berfungsi menambahkan kandungan uap air ke udara tanpa merubah temperatur udara kering (dry bulb). Jadi proses ini berlangsung pada kondisi temperatur (dry bulb) yang konstan. Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak dari bawah vertikal ke atas (ke arah Utara). Beberapa kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: naiknya entalpi, naiknya temperatur udara basah (wet bulb), naiknya titik embun (dew point), turunnya densitas udara karena terjadi kenaikan volume spesifik, dan naiknya kelembaban relatif udara.

49 30 Gambar 2.16 Proses pelembaban (humidifying) d. Proses penurunan kelembaban (dehumidifying) Proses ini berfungsi menurunkan kandungan uap air di udara tanpa merubah temperatur udara kering (dry bulb). Jadi proses ini berlangsung pada kondisi temperature udara kering (dry bulb) yang konstan. Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak dari atas vertikal ke bawah (ke arah Selatan). Beberapa kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: turunnya entalpi, turunnya temperatur udara basah (wet bulb), turunnya titik embun (dew point), naiknya densitas udara karena terjadi penurunan volume spesifik, dan turunnya kelembaban relatif udara.

50 31 Gambar 2.17 Proses penurunan kelembaban (dehumidifying) e. Proses pemanasan dan pelembaban (heating and humidifying) Proses ini berfungsi menaikkan temperatur udara kering (dry bulb) dan menaikkan kandungan uap air di udara. Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak menuju arah kanan atas (ke arah Timur Laut). Kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: naiknya entalpi, naiknya temperatur udara basah (wet bulb), naiknya titik embun (dew point), turunnya densitas udara karena terjadi kenaikan volume spesifik, dan bisa terjadi kenaikan atau penurunan kelembaban relatif udara (tergantung proses heating & humidifying yang diinginkan). Jadi dalam proses ini penambahan uap air bukan berarti akan menaikkan kelembaban relatif.

51 32 Gambar 2.18 Proses pemanasan dan pelembaban (heating and humidifying) f. Proses pemanasan dan penurunan kelembaban (heating and dehumidifying) Proses ini berfungsi menaikkan temperatur udara kering (dry bulb) dan menurunkan kandungan uap air di udara. Dalam Psychrometric Chart perubahan yang dihasilkan dari proses ini membuat kondisi udara bergerak menuju arah kanan bawah (ke arah Tenggara). Kondisi udara yang mengalami perubahan adalah: turun atau naiknya entalpi atau bisa juga terjadi dalam kondisi entalpi yang konstan, turun atau naiknya temperature udara basah (wet bulb) atau bisa juga terjadi dalam kondisi temperatur udara basah (wet bulb) yang konstan, turunnya titik embun (dew point), turun atau naiknya densitas udara, turun atau naiknya volume spesifik, dan turunnya kelembaban relatif udara.