Gambar 5.9 Hubungan Debit air dengan efisiensi pada kondisi penutup terbuka 20 putaran.
5.8 Pembahasan
Dari hasil penelitian pada Gambar 5.1 – Gambar 5.3 hubungan suhu air
keluar dengan debit air dapat diketahui bahwa apabila debit semakin kecil maka suhu keluar akan semakin besar, hal itu dapat dinyatakan dengan persamaan,
1. Untuk kondisi penutup tertutup penuh
T
out
= 112,8Q
-0,4
R² = 0,984 5.2
2. Untuk kondisi penutup terbuka 10 putaran
T
out
= 99,26Q
-0,34
R² = 0,945 5.3
3. Untuk kondisi penutup terbuka 20 putaran
T
out
= 103,5Q
-0,36
R² = 0,933 5.4
Persamaan 5.2, berlaku untuk 1,5 litermenit Debit air 42 litermenit pada tekanan udara sekitar berkisar 1 atmosfer pada suhu air masuk 25,9°C, pada
kondisi penutup tertutup penuh. Efisiensi = -0,005Q
2
+ 0,295Q + 26,31 0.00
5.00 10.00
15.00 20.00
25.00 30.00
35.00 40.00
10 20
30 40
E fisi
en si
,
Debit air Q, litermenit
Persamaan 5.3, berlaku untuk 1,44 litermenit Debit air 48,4 litermenit pada tekanan udara sekitar berkisar 1 atmosfer pada suhu air masuk 25,9°C, pada
kondisi penutup terbuka 10 putaran. Persamaan 5.4, berlaku untuk 2,1 litermenit Debit air 40 litermenit pada
tekanan udara sekitar berkisar 1 atmosfer pada suhu air masuk 25,9°C, pada kondisi penutup terbuka 20 putaran.
Hasil penelitian terhadap water heater dengan panjang pipa 14 meter, diameter 0,5 inchi dan bersirip dapat dinyatakan dapat bersaing di pasaran dan
dapat digunakan secara efektif dan efisien dibanding dengan menggunakan cara konvensional. Pada variasi penelitian terhadap penutup water heater, variasi yang
menghasilkan debit dan suhu air yang baik adalah pada kondisi penutup tertutup penuh. Dipasaran water heater dengan debit 6 litermenit, suhu air keluar dari
water heater hanya berkisar antara 40°C sedangkan pada water heater dengan panjang pipa 14 meter, diameter 0,5 inchi dan bersirip pada kondisi penutup
tertutup penuh water heater dapat menghasilkan debit air 8,4 litermenit dengan suhu air keluar 42,3ºC, namun penggunaan konsumsi gas untuk water heater ini
hampir tiga kali lipat dari konsumsi gas yang dibutuhkan oleh water heater yang ada dipasaran yaitu sebesar 2,64 kgh.
Dari Gambar 5.4 laju aliran kalor yang diterima air bergantung pada debit air yang mengalir. Semakin besar debit air yang mengalir, semakin sedikit laju aliran
kalor yang diterima air, tetapi setelah debit 15 litermenit, semakin besar debit air yang mengalir laju aliran kalor yang diterima semakin rendah.
Pada Gambar 5.5 - Gambar 5.6 laju aliran kalor yang diterima semakin meningkat terhadap debit yang semakin meningkat, namun pada debit 10 liter
menit, semakin sedikit debit air yang mengalir, laju aliran kalor yang diterima semakin rendah namun beberapa bersifat fluktuaktif. Hubungan antara laju aliran
kalor q dalam kJ dengan debit air dalam litermenit, dapat dinyatakan dengan persamaan :
1. Kondisi penutup tertutup penuh
q
air
= -0,010Q
2
+0,306Q + 8,927 5.5
2. Kondisi penutup terbuka 10 putaran
q
air
= 0,001Q
2
+ 0,026Q + 9,216 5.6
3. Kondisi penutup terbuka 20 putaran
q
air
= -0,002Q
2 .
+ 0,108Q + 9,613 5.7
Persamaan 5.5, berlaku untuk 1,5 litermenit Debit air 42 litermenit pada tekanan udara sekitar berkisar 1 atmosfer pada suhu air masuk 25,9°C. Nilai q
air
tertinggi terletak pada debit 9,96 litermenit. Persamaan 5.6, berlaku untuk 1,44 litermenit Debit air 48,4 litermenit
pada tekanan udara sekitar berkisar 1 atmosfer pada suhu air masuk 25,9°C. Nilai q
air
tertinggi terletak pada debit 48,4 litermenit. Persamaan 5.7, berlaku untuk 2,1 litermenit Debit air 40 litermenit pada
tekanan udara sekitar berkisar 1 atmosfer dan pada suhu air masuk 25,9°C. Nilai q
air
tertinggi terletak pada debit 13,4 litermenit. Pada hasil laju aliran kalor yang diterima air terhadap debit pada variasi
penutup tertutup penuh adalah hasil yang baik, hal itu didasari karena q
air
yang dapat diterima pada tiap debit rata-rata pada kondisi penutup tertutup penuh
memiliki rata-rata q
air
yang konstan.
Pada Gambar 5.7 - Gambar 5.9 nampak bahwa besarnya efisiensi water heater bergantung pada debit air yang mengalir. Hubungan antara efisiensi water heater
dengan debit air dapat dinyatakan dengan persamaan : 1.
Untuk kondisi penutup tertutup penuh Efisiensi = -0,028Q
2
+ 0,838Q + 24,43 5.8
2. Untuk kondisi terbuka 10 putaran
Efisiensi = 0,001Q
2
+0,073Q + 25,22 5.9
3. Untuk kondisi terbuka 20 putaran
Efisiensi = -0,005Q
2
+ 0,295Q + 26,31 5.10
Persamaan 5.8, berlaku untuk 1,5 litermenit Debit air 42 litermenit pada tekanan udara 1 atmosfer dan pada suhu air masuk 25,9°C. Nilai efisiensi berkisar
20,62 - 34,37. Persamaan 5.9, berlaku untuk 1,44 litermenit Debit air 48,4 litermenit
pada tekanan udara 1 atmosfer dan pada suhu air masuk 25,9°C. Nilai efisiensi berkisar 19,88 - 32,39
Persamaan 5.10, berlaku untuk 2,1 litermenit Debit air 40 litermenit pada tekanan udara 1 atmosfer dan pada suhu air masuk 25,9°C. Nilai efisiensi
berkisar 24,74 - 30,14. Nilai efisiensi terbesar sebesar 34,37 terdapat pada kondisi water heater
dalam kondisi tertutup penutup secara penuh. Nilai efisiensi water heater tidak dapat 100 karena panas yang dihasilkan dari pembakar terbuang ke udara luar
melalui celah pada bagian penutup water heater dan sebagian diserap oleh tabung water heater.
Gambar 5. 10 Perbandingan debit air dengan suhu air keluar dengan 3 variasi percobaan
Pada Gambar 5. 10 tampak perbandingan suhu air keluar dengan debit water heater memiliki beberapa perbedaan yang tidak cukup signifikan. Untuk
penggunaan produktifitas dengan debit air yang tinggi dengan suhu air yang cukup baik dalam rata-rata penggunaan, maka penggunaan dengan variasi penutup
tertutup penuh adalah variasi yang terbaik dengan mengambil rata-rata data dengan nilai R² mencapai nilai 0,993. Pada kondisi penutup terbuka 10 putaran R²
= 0,945 dan 20 putaran R² = 0,933 masih dibawah regresi berganda dari water heater dengan kondisi tertutup penuh, maka hasil dari hubungan dua variabel
antara debit air dan suhu keluar pada pembukaan tutup sebesar 10 putaran dan 20 putaran tidak sebaik dengan kondisi water heater tertutup penuh, hal ini
diakibatkan adanya perubahan suhu udara luar suhu alam pada saat pengambilan data maka data pengambilan data tidak sebaik dengan hasil regresi berganda dari
water heater dengan kondisi tertutup penuh. Hal itu menyebabkan dalam persamaan yang telah dibuat guna pemasukan data untuk mencari suhu keluar
10 20
30 40
50 60
70 80
90 100
10 20
30 40
50 S
uhu a ir ke
luar T
o u
t
,
o
C
Debit air Q, litermenit
Penutup tertutup penuh Penutup terbuka 10
putaran Penutup terbuka 20
putaran
pada kondisi penutup terbuka 10 putaran memiliki 5,5 kesalahan yang dapat dijelaskan oleh faktor lain diluar dari pengambilan data dan memiliki keakuratan
sebesar 94,5, selain itu kondisi water heater pada saat penutup terbuka 20 putaran memiliki 6,7 kesalahan dan memiliki keakuratan sebesar 93,3. Untuk
penggunaan water heater heater dengan debit rendah sampai dengan menengah 0 liter menit
– 14 liter menit maka variasi yang tepat adalah menggunakan variasi penutup terbuka 10 putaran dengan mengabaikan nilai R
2
pada regresi, penggunaan 14 liter menit
– 50 liter menit maka variasi yang tepat menggunakan variasi penutup tertutup penuh dengan mengabaikan nilai R
2
pada regresi.
Gambar 5. 11 Perbandingan debit air dengan q
air
dengan 3 variasi percobaan.
Pada Gambar 5. 11 tampak perbandingan debit air dengan q
air
memiliki beberapa perbedaan yang sangat signifikan. Untuk penggunaan produktifitas
dengan debit air yang tinggi dengan q
air
yang cukup baik dalam rata-rata penggunaan maka penggunaan dengan variasi penutup tertutup 20 putaran yang
2 4
6 8
10 12
14
10 20
30 40
50 60
q
ai
r, kJ
Kategori