Mesin pengering pakaian sistem terbuka dengan debit aliran udara 0,054 m3/detik.

(1)

viii

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. Lokasi penelitian di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Mesin pengering pakaian yang dibuat berjenis sistem terbuka dengan debit aliran udara 0,054 m3/detik. Variasi penelitian adalah jumlah pakaian yang terdiri dari; 5 pakaian, 10 pakaian, 15 pakaian, dan 20 pakaian. Bahan kain yang digunakan dalam penelitian yaitu kain salur polyester. Hasil penelitian menunjukan bahwa rata-rata kemampuan mengeringkan massa air sebesar 0,905 kg/jam. Waktu untuk mengeringkan 5 pakaian merupakan paling cepat, dengan kecepatan pengeringan sebesar 0,303 kg/jam. Tetapi variasi 20 pakaian merupakan kapasitas paling efektif dari mesin.

(2)

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 location of the research is Laboratory of Mechanical Engineering Sanata Dharma Yogyakarta University. The clothes dryer machine is open system with discharge of air flow rate 0.054 m3/sec. Variation of the research parameter is number of clothes: 5 clothes, 10 clothes, 15 clothes, and 20 clothes. The clothes in this research are polyester stripe fabric. The results show that average of drying speed is 0.905 kg/h mass of water. Time for drying 5 clothes is the fewest with drying speed of 0.303 kg/h. But 20 clothes variation brings the most effective capacity of the machine.

(3)

MESIN PENGERING PAKAIAN SISTEM TERBUKA

DENGAN DEBIT ALIRAN UDARA 0,054 m

/detik

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat Sarjana Teknik pada program studi Teknik Mesin

Diajukan Oleh

NICO LAURENSIUS NIM: 115214012

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2015

(4)

CLOTHES DRYER MACHINE OF OPEN SYSTEM

WITH DISCHARGE OF AIR FLOW RATE 0.054 m

/sec

FINAL PROJECT

As Partical Fulfillment of The Requirements

to Obtain the Sarjana Teknik Degree in Mechanical Engineering

NICO LAURENSIUS Student Number : 115214012

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

DEPARTEMENT OF MECHANICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2015

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

vii

ABSTRAK

(10)

viii

ABSTRACT

(11)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena rahmat yang diberikan kepada penulis di dalam penyusunan Skripsi ini, sehingga semuanya dapat berjalan dengan baik.

Skripsi ini merupakan salah satu syarat yang wajib terpenuhi oleh setiap mahasiswa untuk mendapatkan gelar sarjana S-1 pada Prodi Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Atas berkat, bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak, akhirnya Skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Dalam kesempatan ini dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kasih kepada:

1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc., 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, sekaligus sebagai Dosen Pembimbing Skripsi.

3. Budi Setyahandana, 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. Seluruh Staf Sekretariat Fakultas Sains dan Teknologi.

6. Tjioe Kie Soe dan Sumilah 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.

7. Gatot dan Iin sebagai wali orang tua, atas semua dukungan baik secara moril maupun materi yang diberikan kepada penulis selama belajar di Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma.

8. Teman-teman Teknik Mesin kelompok Skripsi mesin pengering pakaian sistem terbuka, atas kerjasamanya selama penelitian Skripsi.

(12)

(13)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ………... i

TITLE PAGE………... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ……… iii

HALAMAN PENGESAHAN ………. iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ……… v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ……… vi

ABSTRAK ………... vii

ABSTRACT...………... viii

KATA PENGANTAR ………. ix

DAFTAR ISI ………... xi

DAFTAR TABEL ………... xiv

DAFTAR GAMBAR ……….. xv

BAB I PENDAHULUAN ……….. 1

1.1 Latar Belakang ……… 1

1.2 Rumusan Masalah ………... 2

1.3 Tujuan Penelitian ……… 2

1.4 Batasan Masalah ……….……. 2

1.5 Manfaat Penelitian ……….….. 3

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ……….…. 4

(14)

xii

2.1.1 Metode - Metode Pengeringan Pakaian ………. 4

2.1.2 Dehumidifier ……….. 5

2.1.3 Parameter Proses Pengeringan……….. 8

2.1.3.1 Kelembaban ………... 8

2.1.3.2 Suhu Udara ………..……….…….……… 9

2.1.3.3 Aliran Udara ………..………… 9

2.1.3.4 Kelembaban Spesifik ……….. 10

2.1.4 Siklus Kompresi Uap ………. 10

2.1.5 Psychrometric Chart ……….…. 13

2.1.5.1 Parameter-Parameter dalam Psychrometric Chart …… 15

2.1.5.2 Proses-proses yang Terjadi Pada Udara di Mesin Dehumidifier dalam Psychrometric Chart………….… 17

2.1.6 Proses yang Terjadi pada Mesin Pengering Pakaian…………. 19

2.2 Tinjauan Pustaka ………. 20

BAB III METODE PENELITIAN ……….. 22

3.1 Alat dan Bahan Penelitian …………...………... 22

3.2 Alat dan Bahan Pembuatan Mesin Pengering Pakaian ……… 23

3.2.1 Alat ……….. 23

3.2.2 Bahan ………... 25

3.2.3 Alat Bantu Penelitian ……….……….. 30

3.3 Tata Cara Penelitian ……….……..…... 34

3.3.1 Alur Pelaksanaan Penelitian ..……….………. 34

(15)

xiii

3.3.3 Proses Pengisian Refigeran 134a ………...………... 37

3.3.3.1 Proses Pemetilan ……….………..…..……. 37

3.3.3.2 Proses Pemvakuman ………..…………..….…... 37

3.3.3.3 Proses Pengisian Refigeran 134a ……….………... 38

3.3.4 Skematik Pengambilan Data ………..……. 39

3.3.5 Langkah-langkah Pengambilan Data ……….…………. 40

3.4 Cara Menganalisis dan Menampilkan Hasil ………... 32

3.5 Cara Mendapatkan Kesimpulan …………..……… 44

BAB IV HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN .. 45

4.1 Hasil Penelitian ………. 45

4.2 Perhitungan ………... 49

4.3 Pembahasan ……….. 56

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ……… 60

5.1 Kesimpulan ………... 60

5.2 Saran ………. 60

DAFTAR PUSTAKA ……….. 62

LAMPIRAN ……… 64

A. Foto Alat yang Digunakan dalam Penelitian ………. 64

(16)

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Tabel pengambilan data ………...…. 42

Tabel 3.2 Lanjutan tabel pengambilan data ……… 42

Tabel 4.1 Data hasil rata-rata untuk variasi 5 pakaian ……….……... 45

Tabel 4.2 Lanjutan data hasil rata-rata untuk variasi 5 pakaian ………… 46

Tabel 4.3 Data hasil rata-rata untuk variasi 10 pakaian ………..……….. 46

Tabel 4.4 Lanjutan data hasil rata-rata untuk variasi 10 pakaian …... 47

Tabel 4.5 Data hasil rata-rata untuk variasi 15 pakaian ………..……….. 47

Tabel 4.6 Lanjutan data hasil rata-rata untuk variasi 15 pakaian ……….. 48

Tabel 4.7 Data hasil rata-rata untuk variasi 20 pakaian …………..…….. 48

Tabel 4.8 Lanjutan data hasil rata-rata untuk variasi 20 pakaian ……….. 49

Tabel 4.9 Massa air yang akan diuapkan (M1) ……….……. 50

Tabel 4.10 Data hasil perhitungan 5 pakaian ..………. 55

Tabel 4.11 Data hasil perhitungan 10 pakaian ………. 55

Tabel 4.12 Data hasil perhitungan 15 pakaian ………. 55

Tabel 4.13 Lanjutan data hasil perhitungan 15 pakaian .………. 56

Tabel 4.14 Data hasil perhitungan 20 pakaian ………. 56

Tabel 4.15 Contoh pengeringan untuk 60 pakaian ………...…… 58

Tabel 4.16 Waktu yang seharusnya dibutuhkan mesin pengering pakaian tiap variasinya ……….…... 58

(17)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Refrigerant dehumidifier ………...….. 6

Gambar 2.2 Desiccant dehumidifier ……… 7

Gambar 2.3 Hygrometer, termometer basah dan termometer kering ….. 8

Gambar 2.4 Skematik siklus kompresi uap ………..…... 11

Gambar 2.5 P-h diagram siklus kompresi uap ……….……... 11

Gambar 2.6 T-s diagram siklus kompresi uap ………...……. 12

Gambar 2.7 Psychrometric chart ………...……….. 14

Gambar 2.8 Skematik psychrometric chart ………...……….. 16

Gambar 2.9 Proses-proses yang terjadi pada udaradalam psychrometric chart ………. 17

Gambar 2.10 Proses pendinginan dan penurunan kelembaban...………. 18

Gambar 2.11 Proses pemanasan ……… 18

Gambar 2.12 Proses pendinginan evaporatif ……..………... 19

Gambar 2.13 Proses yang terjadi pada mesin pengering pakaian………... 20

Gambar 3.1 Skematik mesin pengering pakaian ………. 22

Gambar 3.2 Kain salur polyester ……….…… 22

Gambar 3.3 Styrofoam………. 26

Gambar 3.4 Busa ……….. 26

Gambar 3.5 Kondensor ……….……….…………..… 27

Gambar 3.6 Pipa kapiler ………....………….………. 27

(18)

xvi

Gambar 3.8 Evaporator …...……….……… 28

Gambar 3.9 Filter ……….……… 29

Gambar 3.10 Refrigeran 134a ………...………... 29

Gambar 3.11 Pressure gauge…………...……….. 30

Gambar 3.12 Kipas …………..……….………...……… 30

Gambar 3.13 Penampil suhu digital dan termokopel….……… 31

Gambar 3.14 Timbangan digital ……… 31

Gambar 3.15 Hygrometer digital ………...……….... 32

Gambar 3.16 Inverter variable frequency drive ………..….…... 32

Gambar 3.17 Stopwatch ………...….. 33

Gambar 3.18 Anemometer ………. 33

Gambar 3.19 Skematik diagram alur penelitian ……….…… 34

Gambar 3.20 Pemasangan komponen………..……...………….…. 35

Gambar 3.21 Komponen kelistrikan dan pemasangan busa .………. 36

Gambar 3.22 Rangka penyangga timbangan dan rangka untuk meletakan hanger .….………. 37

Gambar 3.23 Katup pengisian refrigeran ………...……… 38

Gambar 3.24 Skematik pengambilan data ……….……….... 39

Gambar 3.25 Penggunaan P-h diagram …..……… 43

Gambar 4.1 Suhu kerja kondensor (Tkond) dan suhu kerja evaporator (Tevap) ……… 51

Gambar 4.2 Psychrometric chart untuk variasi 5 pakaian pada menit 30 53 Gambar 4.3 Grafik kecepatan pengeringan ……….…... 57

(19)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dewasa ini pengering pakaian menjadi alat bantu yang sangat penting di dalam kehidupan manusia sehari-hari. Pengering pakaian dianggap sangat penting bagi masyarakat terutama di daerah pemukiman padat seperti perkotaan dan di daerah sekitar universitas, serta di daerah pertambangan dan industri. Terbatasnya lahan dan cuaca yang tidak menentu seperti sekarang membuat masyarakat membutuhkan sebuah alat yang dapat membantu manusia, dalam mengeringkan pakaian.

Pada saat ini, hampir semua pelaku bisnis menggunakan mesin pengering untuk mengeringkan pakaian. Rumah sakit dan hotel-hotel berbintang menggunakan mesin pengering pakaian untuk mempercepat proses pengeringan pakaian. Tempat pemandian air panas juga memerlukan mesin pengering untuk mengeringkan pakaian dan handuk dalam jumlah besar. Selain itu mesin pengering pakaian juga digunakan untuk keperluan usaha laundry.

Proses pengeringan pakaian dapat dilakukan dengan banyak cara mulai dari cara yang konvensional sampai dengan cara yang modern. Dari menjemur pakaian di bawah terik matahari, sampai dengan mempergunakan mesin pengering elektrik maupun mesin pengering gas LPG. Setiap cara pengeringan memiliki keunggulan dan kerugiannya masing-masing.

Keuntungan pengeringan dengan mempergunakan energi matahari selain murah juga ramah lingkungan, sumber energi matahari tersedia di alam dan gratis. Kerugiannya adalah jika musin hujan tiba matahari sering tertutup awan. Untuk hari-hari yang dipenuhi hujan, pada musim hujan pakaian sulit dikeringkan dengan mempergunakan energi matahari. Untuk kering perlu beberapa hari, akibatnya pakaian menjadi berbau apek.

Keuntungan penggunaan mesin pengering gas LPG yaitu penggunaannya tidak tergantung cuaca. Dapat dipergunakan kapan saja, baik siang maupun malam hari dan proses pengeringannya cepat. Kerugiannya membutuhkan energi

(20)

dari gas LPG yang memungkinkan terjadinya kecelakaan ledakan gas LPG, sehingga memerlukan pengawasan. Pakaian menjadi tercemar oleh gas buang hasil pembakaran gas LPG, sehingga pakaian berbau gas. Proses pengeringan pakaian tidak ramah lingkungan, karena menghasilkan gas buang hasil pembakaran gas LPG. Temperatur gas buang yang dihasilkan tinggi, sehingga pakaian menjadi cepat rusak.

Keuntungan penggunaan mesin pengering listrik yaitu pada saat proses pengeringan, tidak perlu harus ditunggu, ramah lingkungan karena tidak menimbulkan gas buang. Serta dalam proses pengeringan suhunya dapat diatur dan dapat dilakukan kapan saja (siang maupun malam). Untuk kerugiannya boros listrik karena membutuhkan daya listrik antara 1600-2400 watt.

Pada saat ini diperlukan suatu mesin pengering yang ramah lingkungan, tidak berbahaya, praktis dan dapat dipergunakan kapan saja. Berangkat dari persoalan ini penulis tertantang untuk dapat menciptakan mesin tersebut. Inilah yang melatar belakangi penulis melakukan penelitian ini.

1.2 Rumusan Masalah

Bagaimanakah mendapatkan mesin pengering pakaian yang ramah lingkungan, aman, dapat dipergunakan kapan saja dan praktis yang dapat menggantikan peranaan energi matahari dalam pengeringan pakaian, terutama pada musim hujan. Di pelaku bisnis, sebagian besar mesin pengering pakaian mempergunakan energi dari gas LPG, yang dirasa kurang ramah lingkungan.

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah :

a. Merancang dan membuat mesin pengering pakaian.

b. Mengetahui kecepatan pengeringan pakaian dari mesin pengering pakaian yang dibuat dengan berbagai variasi jumlah pakaian yang dikeringkan.

1.4 Batasan Masalah

Batasan-batasan yang dipergunakan dalam pembuatan mesin pengering ini adalah :

a. Mesin pengering mempunyai sistem terbuka.

(21)

c. Kapasitas lemari pengering sekitar 20 pakaian.

d. Mesin pengering pakaian mempergunakan mesin yang dalam berkerjanya menggunakan siklus kompresi uap.

e. Komponen utama dari siklus kompresi uap adalah kompresor, kondensor, evaporator, pipa kapiler, serta refrigeran.

f. Kompresor yang digunankan berdaya 1 HP. Komponen lain menyesuaikan dengan daya kompresor standar seperti yang ada dipasaran. Refrigeran yang digunakan jenis 134a.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah :

a. Dapat menambah kasanah ilmu pengetahuan tentang mesin pengering.

b. Hasil penelitian dapat dipergunakan sebagai referensi dalam pembuatan mesin pengering.

c. Hasil penelitian dapat dipergunakan sebagai acuan bagi para peneliti lain untuk dapat merancang mesin pengering dengan kemampuan kerja yang lebih baik.

(22)

BAB II

DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Dasar Teori

2.1.1 Metode-Metode Pengering Pakaian

Metode dalam mengeringkan pakaian saat ini di pasaran ada 2 macam, diantaranya (a) Pengering pakaian dengan sentrifugal dan heater (b) Pengering pakaian dengan gas LPG dan kipas (c) Pengering pakaian dengan dehumidifikasi (d) Pengering pakaian dengan penjemuran dibawah sinar matahari. Berikut ini penjelasannya:

a. Pengering pakaian dengan gaya sentrifugal dan heater.

Pengering pakaian jenis ini merupakan metode yang paling banyak ditemui di pasaran. 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 diputar di dalam drum dengan kecepatan penuh oleh 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.

b. Pengering pakaian dengan pemanas dan kipas.

Pengering pakaian jenis ini merupakan metode pengering pakaian hasil modifikasi yang banyak ditemui di pasaran. Prinsip kerja metode pengering pakaian ini yaitu memanfaatkan panas yang dihasilkan dari heater atau gas LPG yang disirkulasikan ke lemari. Tujuan dari pemanasan ini guna menaikkan suhu udara serta menurunkan kelembaban. Akibat dari udara yang bersuhu tinggi pada ruangan menyebabkan air dalam pakaian menguap. Selanjutnya udara lembab ini dibuang keluar lemari yang biasanya disebut sistem terbuka dan ada yang dibiarkan didalam lemari yang disebut sistem tertutup.

(23)

c. Pengering pakaian dengan mesin dehumidifier.

Pengering pakaian jenis ini menggunakan metode mesin dehumidifier. Pengering pakaian jenis ini sangat jarang ditemui di pasaran. Mesin pengering pakaian bekerja dengan memanfaatkan proses dehumidifikasi dan pemanasan udara yang disirkulasikan ke lemari. Udara diturunkan kelembabannya dan dipanaskan, kemudian disirkulasikan ke lemari. Akibat dari udara udara kering dan bersuhu tinggi pada ruangan menimbulkan air dalam pakaian menguap. Selanjutnya udara lembab ini disirkulasikan kembali ke alat penurun kelembaban. d. Pengering pakaian dengan penjemuran dibawah sinar matahari.

Metode pengering pakaian dengan dijemur dibawah sinar matahari ini merupakan metode paling umum dilakukan oleh masyarakat. Panas yang dihasilkan matahari dapat menguapkan air yang ada pada pakaian basah hingga pakaian benar – benar kering yang siap disetrika. Tetapi seiring berkembangnya jaman dan teknologi, banyak orang mencoba untuk menciptakan mesin pengering pakaian. Hal ini bukan dikarenakan metode pengeringan ini tidak bisa mengeringkan pakaian, melainkan metode ini sangat bergantung pada cuaca. Namun metode pengeringan ini masih tetap banyak digunakan, karena dirasa lebih mudah dan murah.

2.1.2Dehumidifier

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. Dehumidifikasi udara dapat dicapai dengan 2 metode. Pertama, menggunakan metode pendinginan suhu udara di bawah titik embun dan menggurangi tingkat kelembaban dengan cara kondensasi yang disebut

refrigerant dehumidifier. Kedua, menggunakan metode bahan pengering sebagai penyerap kelembaban 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

(24)

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 dan panas. 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 2.1 Refrigerant dehumidifier.

Sumber : http://www.andatech.com.au/blog/wp-content/uploads/2013/07/dehumidifiers-comparison.jpg

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 temperatur titik embun yang rendah.

(25)

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 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 2.2 Desiccant dehumidifier.

Sumber : http://www.andatech.com.au/blog/wp-content/uploads/2013/07/dehumidifiers-comparison.jpg

(26)

2.1.3Parameter proses pengeringan

Untuk mendapatkan proses pengeringan ada beberapa parameter yang harus dipenuhi, diantaranya (a) Kelembaban (b) Suhu udara (c) Aliran udara (d) Kelembaban spesifik. Berikut ini penjelasannya :

2.1.3.1Kelembaban

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 N2 dengan volume 78,09% dan berat 75,53%; O2 volume 20,95% dan berat

23.14%; Ar volume 0,93% dan berat 1,28% serta CO2 volume 0,03 dan berat

0.03%.

Gambar 2.3 Hygrometer, termometer basah dan termometer kering.

Alat yang digunakan untuk mengetahui tingkat kelembaban biasanya menggunakan hygrometer atau dengan mengunakan termometer bola basah dan thermometer 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

(27)

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 dalam 1 m3 udara kering. Kelembaban relatif merupakan persentase perbandingan jumlah air yang terkandung dalam 1 m3 dengan jumlah air maksimal yang terkandung dalam 1 m3 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.

2.1.3.2Suhu 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 28oC.

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 semakin besar. Agar bahan yang dikeringkkan tidak sampai rusak, suhu udara harus diatur atau dikontrol terus menerus.

2.1.3.3Aliran Udara

Aliran udara pada proses pengeringan mempunyai 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 udaranya yang justru menurun. Untuk memperbesar debit aliran udara (Qudara) dapat dengan memperbesar luas penampang (A) atau pun kecepatan

(28)

aliran udara (v). Untuk menghitung debit aliran udara dapat dipergunakan persamaan (2.1) :

Qudara = A . v … (2.1)

dengan Qudara adalah debit aliran udara, A adalah luas penampang, dan v adalah

kecepatan aliran udara.

2.1.3.4Kelembaban 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 (wF) dengan kelembaban spesifik setelah melewati

kondensor (wD), maka semakin banyak massa air yang berhasil diuapkan. Massa

air yang berhasil diuapkan (Δw) dapat dihitung dengan Persamaan (2.2) :

Δw = … (2.2) dengan Δw adalah massa air yang berhasil diuapkan, wF adalah kelembaban

spesifik setelah keluar dari mesin pengering, dan wD adalah kelembaban spesifik

setelah melewati kondensor.

2.1.4Siklus Kompresi Uap

Mesin refrigerasi siklus kompresi uap merupakan jenis mesin refrigerasi yang dipergunakan pada mesin dehumidifikasi.Terdapat berbagai jenis refrigeran yang digunakan dalam sistim 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 siklus kompresi uap saat ini umumnya menggunakan refrigeran R-134a sebagai fluidanya karena lebih ramah lingkungan. Komponen utama dari sebuah siklus kompresi uap adalah kompresor, evaporator, kondensor dan pipa kapiler.

(29)

Gambar 2.4 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)

Gambar 2.6 T-s diagram siklus kompresi uap.

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

(31)

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 kondensor, maka terjadi penyerapan kalor dari udara lingkungan sekitar kondensor. Proses (4-1a) berlangsung pada tekanan yang tetap dan suhu konstan. 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.

2.1.5 Psychrometric Chart

Psychrometric chart adalah grafik yang digunakan untuk menentukan karakeristik dari udara di lingkungan tersebut. Skematis psychrometric chart

dapat dilihat pada Gambar 2.7 dimana masing-masing kurva atau garis akan menunjukkan nilai properti yang konstan. Untuk mengetahui nilai dari properti-properti (Tdb, Twb, Tdp, h, RH, w, dan V) bisa dilakukan apabila minimal dua buah

(32)

(33)

2.1.5.1Parameter-Parameter Dalam Psychrometric Chart

Parameter-parameter udara dalam Psychrometric chart, diantaranya (a) Temperatur kering (b) Temperatur basah (c) Temperatur titik embun (d) kelembaban spesifik (e) Volume spesifik (f) entalpi (g) kelembaban relatif. Berikut ini penjelasannya :

a. Temperatur bola kering (Tdb)

Temperatur bola kering adalah suhu udara ruang yang diperoleh melalui pengukuran dengan slink psikrometer pada termometer dengan bola kering. b. Temperatur bola basah (Twb)

Temperatur bola basah adalah suhu udara ruang yang diperoleh melalui pengukuran dengan slink psikrometer pada termometer bola basah.

c. Temperatur titik embun (Tdp)

Temperatur titik embun adalah suhu di mana udara mulai menunjukkan aksi pengembunan ketika didinginkan.

d. Kelembaban spesifik (w)

Kelembaban spesifik adalah jumlah kandungan uap air di udara dalam setiap kilogram udara kering (kg air/ kg udara kering).

e. Volume spesifik (V)

Volume spesifik adalah volume udara campuran dalam m3/kg udara kering.

f. Entalpi (h)

Entalpi adalah energi kalor yang dibutuhkan untuk mengubah wujud suatu zat yang dinyatakan dalam satuan kJ/kg udara kering.

g. Kelembaban relatif (RH)

Kelembaban relatif (RH) adalah persentase perbandingan jumlah air yang terkandung dalam 1 m3 dengan jumlah air maksimal yang dapat terkandung dalam 1 m3 tersebut.

(34)

(35)

2.1.5.2Proses-proses Yang Terjadi Pada Udara Di Mesin Pengering Pakaian Dalam Psychrometric Chart

Proses-proses yang terjadi pada udara di mesin pengering pakaian dalam

psychrometric chart, diantaranya (a) Proses pendinginan dan penurunan kelembaban (cooling dan dehumidifikasi) (b) Proses pemanasan (heating) (c) Proses pendinginan evaporatif. Berikut ini penjelasannya :

Gambar 2.9 Proses-proses yang terjadi pada udara dalam psychrometric chart. a. Proses pendinginan dan penurunan kelembaban (cooling anddehumidify).

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 kelmbaban spesifik. Sedangkan kelembaban relatif mengalami peningkatan.

(36)

Gambar 2.10 Proses pendinginan dan penurunan kelembaban. 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 2.11 Proses pemanasan.

(37)

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 2.12 Proses pendinginan evaporatif.

2.1.6 Proses Yang Terjadi Pada Mesin Pengering Pakaian

Gambar 2.13 menyajikan yang terjadi pada mesin pengering pakaian. Udara dikondisikan melalui proses pendinginan dan penurunan kelembaban (cooling and dehumidify) guna mendapatkan udara yang diinginkan. Proses

cooling anddehumidify ini terjadi pada evaporator. Kemudian udara dikondisikan melalui proses pemanasan (heating) untuk mendapatkan suhu yang diinginkan. Proses pemanasan ini terjadi pada kondensor. Selanjutnya udara disirkulasikan melewati pakaian untuk mendapatkan proses pendinginan evaporatif (evaporative cooling).

(38)

Gambar 2.13 Proses yang terjadi pada mesin pengering pakaian.

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.

Menentukan laju aliran massa udara pada duct dapat dihitung dengan Persamaan (2.3).

ṁudara = ρudara . Qudara … (2.3)

dengan ṁudara adalah laju aliran massa udara pada duct, ρudara adalah densitas

udara, dan Qudara adalah debit aliran udara.

Menentukan kemampuan mengeringkan massa air dapat dihitung dengan Persamaan (2.4).

M2 = ṁudara . Δw . 3600 … (2.4)

dengan M2 adalah kemampuan mengeringkan massa air, ṁudara adalah laju aliran

massa udara pada duct, dan Δw adalah massa air yang berhasil diuapkan.

2.2 Tinjauan Pustaka

Maruca (2007) dalam dokumen paten US. Pat. No 7,191,546 B2 yang

berjudul “Low Temperature Clothes Dryer”, menggambarkan pengeringan

(39)

heater yang berfungsi baik sebagai dehumidifier dan pemanas. Heater dan sensor digunakan untuk meningkatkan dan mempertahankan suhu udara dalam ruang pengering setidaknya sekitar 90oF. Kemudian kondensor bertindak sebagai pemanas, dan evaporator yang bertindak sebagai dehumidifier. Udara disirkulasi oleh kipas ke dalam kabinet melalui inlet, yang sudah dipanaskan oleh kondensor, kemudian beredar di seluruh pakaian dalam ruang pengering. Selanjutnya udara dihisap ke saluran pendingin dimana kelembaban udara dihilangkan oleh evaporator dan air ditampung pada wadah tampungan.

Meda (1983) dalam dokumen paten Eropa No 0 094 356 A1, yang

berjudul “Drier, In Particular A Clothes-Drying Cabinet” menggambarkan

pengeringan pakaian kabinet yang memiliki ruang pengering, kipas sirkulasi, dan pompa panas yang berfungsi baik sebagai dehumidifier dan pemanas. Pompa panas meliputi kompresor, kondensor yang bertindak sebagai pemanas, dan evaporator yang bertindak sebagai dehumidifier. Udara disirkulasi oleh kipas ke dalam kabinet melalui inlet, dipanaskan oleh kondensor, beredar di seluruh pakaian dalam ruang pengering, dan diarahkan ke saluran pendingin dimana kelembaban udara dihilangkan oleh evaporator dan air ditampung pada wadah tampungan.

Keimei; Shigeharu, dan Shingo (1992) dalam dokumen paten Jepang No 40899099, yang berjudul “Clothing Dryer”. Menjelaskan pengering pakaian memiliki lemari utama, sebuah dehumidifier dan pemanas. Udara disirkulasikan keluar melalui sistem kipas. Sebuah sensor suhu dioperasikan untuk mengatur suhu dalam kabinet dan exhaust ports akan membuka jika suhu di ruangan terlalu tinggi. Pakaian dapat dikeringkan pada gantungan atau pada rak pengeringan.

(40)

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.

(41)

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 :

3.2.1 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.

(42)

24 e. Obeng dan kunci pas

Obeng digunakan untuk memasang dan mengencangkan baut. Obeng yang digunakan adalah obeng (-) dan obeng (+). Kunci pas 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 riveter

Tang kombinas digunakan untuk memotong, menarik dan mengikat kawat agar kencang. Tang riveter digunakan untuk mengeling paku keling. Tang riveter

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.

(43)

25 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.

3.2.2 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.

b. 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. c. Styrofoam

Styrofoam digunakan sebagai casing dalam, dengan tebal 20 mm. Seperti yang diketahui bahwa styrofoam mempunyai konduktifitas termal sebesar 0,033 W/m.oC (Yunus A. Cengel, 2008), yang berarti material tersebut mempunyai penghantar panas yang rendah.

(44)

Gambar 3.3 Styrofoam. d. 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 3.4 Busa. 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.

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.

(45)

27 h. 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 dilebih rendah agar terjadi pelepasan kalor ke lingkungan kondensor.

Gambar 3.5 Kondensor. i. Pipa kapiler

Pipa kapiler adalah alat yang berfungsi untuk menurunkan tekanan refrigeran dari tekanan tinggi ke tekanan rendah sebelum ke evaporator.

Gambar 3.6 Pipa kapiler.

Sumber : http://1.bp.blogspot.com/-ttGC2E17Cf4/UPQ6dYB-slI/AAAAAAAACBQ/fc4pCj Bdmhg/s1600/pipa_kapiler.jpg

j. Kompresor

Kompresor merupakan unit yang berfungsi untuk mengkompresi dan mensirkulasikan refrigeran ke pipa-pipa mesin pengering pakaian. Pada penelitian ini menggunakan kompresor rotari merk Mitsushita 2P17S225A dengan daya 1 HP.

(46)

Gambar 3.7 Kompresor rotari.

Sumber : http://2.bp.blogspot.com/_Sec6Fb7rfvI/TE2nZi9ERdI/AAAAAAAAAJk/_M8--PNozCs/s1600/Rotary+Compressor.jpg

k. Evaporator

Evaporator merupakan unit yang berfungsi untuk menguapkan refrigeran, yang sebelumnya dari fase cair menjadi gas.

Gambar 3.8 Evaporator. l. Filter

Filter merupakan alat yang berfungsi untuk menyaring kotoran agar tidak terjadi penyumbatan pada pipa kapiler, seperti kotoran akibat korosi, serbuk-serbuk sisa pemotongan dan uap air.

(47)

Gambar 3.9 Filter.

Sumber : http://3.bp.blogspot.com/-VSQY6Rsre5o/UI4BM9DhCsI/AAAAAAAAEis/hESK4 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.

Gambar 3.10 Refrigeran 134a.

Sumber : http://img.hisupplier.com/var/userImages/2008-04/10/mehree_133919.jpg

n. 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.

(48)

Gambar 3.11 Pressure gauge.

o. Kipas

Kipas digunakan untuk mensirkulasikan udara kering hasil proses dehumidifikasi dan membuang udara jenuh dari lemari pengering.

Gambar 3.12 Kipas.

3.2.3 Alat Bantu Penelitian

Dalam proses pengambilan data diperlukan alat bantu penelitian sebagai berikut:

a. Penampil 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

(49)

penampil suhu digital. Dalam pelaksanaannya diperlukan kalibrasi agar lebih akurat. Spesifikasi penampil suhu digital yang digunakan dapat dilihat dilampiran.

Gambar 3.13 Penampil suhu digital dan termokopel.

b. Timbangan digital

Timbangan digital digunakan untuk mengukur berat pakaian dalam pengujian. Dalam pelaksanaannya diperlukan kalibrasi karena adanya beban tambahan dari hanger pakaian.

Gambar 3.14 Timbangan digital. c. 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.

(50)

Gambar 3.15 Hygrometer digital. d. 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.

(51)

33 e. Stopwatch

Stopwatch digunakan untuk mengukur waktu yang dibutuhkan untuk pengujian. Waktu yang dibutuhkan setiap pengambilan data yaitu 15 menit.

Gambar 3.17 Stopwatch.

f. Anemometer

Anemometer digunakan uuntuk mengukuer kecepatan aliran udara pada

duct. Dalam penelitian ini satuan yang digunakan adalah m/s. Spesifikasi anemometerdigital yang digunakan dapat dilihat dilampiran.

(52)

3.3 Tata Cara Penelitian

3.3.1 Alur Pelaksanaan Penelitian

Alur pelaksanaan penelitian mesin pengering pakaian disajikan dalam Gambar 3.19 sebagai berikut :

Gambar 3.19 Skematik diagram alur penelitian. Perancangan mesin pengering pakaian

Mulai

Persiapan alat dan bahan

Pembuatan mesin pengering pakaian dan lemari pakaian

Pengambilan data

Pengolahan, analisi data / pembahasan, kesimpulan dan saran

Selesai Uji coba

Baik

Tidak baik Pemvakuman dan pengisian refrigeran 134a

(53)

3.3.2 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 kapiler, 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.

(54)

13.Pemasangan busa guna meminimalisir kebocoran udara.

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.

21.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 10 mm. Lubang ini digunakan untuk pemasangan baut pengencang rangka.

23.Pembuatan dan pemasangan rangka peletakan hanger. Kemudian ikat ujung tiang besi rangka dengan kawat secara menyilang.

(55)

Gambar 3.22 Rangka penyangga timbangan dan rangka untuk meletakan hanger.

3.3.3 Proses Pengisian Refrigeran 134a

Sebelum pengisian refrigeran diperlukan beberapa proses yaitu proses pemetilan dan pemvakuman agar mesin pengering dapat digunakan.

3.3.3.1Proses Pemetilan

Pemberian metil pada pipa kapiler yang telah dipasang atau dilas pada evaporator, dengan cara yaitu :

1. Hidupkan kompresor dan tutup pentil tersebut. 2. Kemudian tuang metil kira-kira 1 tutup botol metil.

3. Berikan 1 tutup botol metil tersebut pada ujung pipa kapiler, kemudian dihisap oleh pipa kapiler tersebut.

4. Matikan kompresor dan las ujung pipa kapiler pada lubang keluar pada filter.

3.3.3.2Proses Pemvakuman

Merupakan proses untuk menghilangkan udara, uap air dan kotoran (korosi) yang terjebak dalam siklus mesin pengering. Berikut langkah-langkah pemvakuman, antara lain :

1. Persiapkan 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.

(56)

3. Hidupkan kompresor, maka secara otomatis udara yang terjebak dalam siklus akan keluar melalui potongan pipa kapiler yang telah dilas dengan lubang keluar filter.

4. Pastikan bahwa 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. Cek kebocoran pada sambungan-sambungan pipa dan katup dengan busa sabun. Jika terdapat gelembung-gelembung udara maka sambungan tersebut masih terjadi kebocoran.

7. Setelah sudah dipastikan semua tidak terjadi kebocoran, langkah selanjutnya mengelas ujung potongan pipa kapiler tersebut.

3.3.3.3Proses Pengisian Refrigeran134a

Untuk melakukan pengisian refigeran pada mesin mesin pengering, diperlukan beberapa prosedur, seperti berikut :

1. Pasang 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.

Gambar 3.23 Katup pengisian refrigeran.

2. Hidupkan kompresor dan buka keran pada katup tabung refrigeran secara perlahan-lahan. Setelah tekanan pada high pressure gauge mencapai tekanan yang diinginkan, tutup keran pada katup tabung refrigeran.

(57)

3. Setelah refrigeran terisi ke dalam siklus mesin, lepaskan selang pressure gauge. Cek lubang katup, sambungan pipa-pipa dengan busa sabun guna mengetahui kebocoran.

3.3.4 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 3.24.

Gambar 3.24 Skematik pengambilan data. Keterangan Gambar 3.24 skematik mesin pengering pakaian : a. Termokopel(Tin)

Termokopel berfungsi mengukur suhu udara kering sebelum masuk mesin pengering.

b. Termokopel (T1)

Termokopel berfungsi mengukur suhu udara kering setelah melewati evaporator.

c. Termokopel(T2)

Termokopel berfungsi mengukur suhu udara kering setelah melewati kondensor.

(58)

40 d. Termokopel(Tout)

Termokopel berfungsi mengukur suhu udara kering setelah keluar dari mesin pengering.

e. Hygrometer (RHin)

Hygrometer berfungsi mengukur kelembaban udara sebelum masuk mesin pengering.

f. Hygrometer (RH2)

Hygrometer berfungsi mengukur kelembaban udara setelah melewati kondensor.

g. Hygrometer (RHout)

Hygrometer berfungsi mengukur kelembaban udara setelah keluar dari mesin pengering.

h. Pressure gauge (P1)

Pressure gauge berfungsi untuk mengukur tekanan refrigeran yang masuk kompresor.

i. Pressure gauge (P2)

Pressure gauge berfungsi untuk mengukur tekanan refrigeran yang keluar kompresor.

j. Anemometer (v)

Anemometer berfungsi untuk mengukur kecepatan aliran udara pada duct.

3.3.5 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. Pastikan bahwa termokopel, hygrometer, dan timbangan digital yang digunakan sudah dikalibrasi.

c. Pastikan bahwa kipas berkerja. Serta pastikan saluran pembuangan air tidak tersumbat.

(59)

d. Letakkan alat bantu penelitian pada tempat yang sudah ditetapkan. e. Kemudian nyalakan mesin pengering pakaian, kipas 1 dan kipas 2.

f. Atur frekuensi motor kipas pada inverter variable frequency drive sampai 50 Hz.

g. Kemudian catat massa kosong (rangka dan hanger). Selanjutnya timbang dan catat massa pakaian kering (MPK).

h. Selanjutnya tutup semua pintu lemari mesin pengering dan tunggu sampai 30 menit, guna mesin pengering pakaian mencapai suhu kerja yang konstan. i. Basahi dan peras pakaian sampai air tidak menetes kembali. Kemudian

timbang dan catat massa pakaian basah awal (MPBA). Untuk percobaan kedua dan ketiga massa pakaian basah awal harus didapat hasil yang sama dengan percobaan pertama.

j. Cek tekanan P1 dan P2, kemudian tutup semua pintu.

k. Atur alarm stopwatch menjadi per 15 menit. l. Data yang perlu dicatat per 15 menit, antara lain :

MPBSt : Massa pakaian basah saat t, (kg)

RHin : Kelembaban udara sebelum masuk mesin pengering, (%).

Tin : Suhu udara kering sebelum masuk mesin pengering, (°C).

T1 : Suhu udara kering setelah melewati evaporator, (°C).

RH2 : Kelembaban udara setelah melewati kondensor, (%)

T2 : Suhu udara kering setelah melewati kondensor, (°C).

RHout : Kelembaban udara setelah keluar dari mesin pengering, (%)

Tout : Suhu udara kering setelah keluar dari mesin pengering, (°C).

v : Kecepatan aliran udara, (m/detik)

P1 : Tekanan refrigeran yang masuk kompresor, (Psi)

P2 : Tekanan refrigeran yang keluar kompresor, (Psi)

m. Hasil dari data yang diperoleh kemudian dijumlahkan hasil kalibrasi alat bantu dan massa pakaian dikurangi dengan massa kosong.

(60)

Tabel 3.1 Tabel yang dipergunakan untuk pengisian data.

No Waktu

Massa pakaian kering Massa pakaian basah awal Massa pakaian basah saat t

P1 P2

menit kg kg kg Psi Psi 1 0

2 15 3 30 4 45 5 60

Tabel 3.2 Lanjutan tabel yang dipergunakan untuk pengisian data.

No Waktu RHin Tin T1 RH2 T2 RHout Tout v Menit % oC oC % oC % oC m/detik 1 0

2 15 3 30 4 45 5 60

3.4 Cara Menganalisi Hasil 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 (M1) tiap variasi. Massa air yang menguap dari pakaian (M1)

dapat dihitung dengan Persamaan (3.1).

M1 = MPBA – MPK … (3.1)

dengan M1 adalah massa air yang menguap dari pakaian, MPBA adalah massa

(61)

(62)

c. Selanjutnya mencari suhu kerja kondensor dan suhu kerja evaporator dengan menggunakan P-h diagram. Untuk dapat menggunakan P-h diagram maka tekanan refrigeran P1 dan P2 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 setelah melewati kondensor (wD) dan kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin

pengering (wF) menggunakan psychrometric chart.

e. Setelah diketahui nilai kelembaban spesifik setelah melewati kondensor (wD)

dan kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering (wF), kemudian

menghitung massa air yang berhasil diuapkan (Δw) tiap variasi. Massa air yang berhasil diuapkan (Δw) adalah kelembaban spesifik setelah melewati kondensor (wD) dikurangi kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin

pengering (wF). Massa air yang berhasil diuapkan (wΔ) dapat dihitung dengan

menggunakan Persamaan (2.2).

f. Kemudian menghitung laju aliran massa udara pada duct (ṁudara) tiap variasi.

Laju aliran massa udara pada duct (ṁudara)adalah debit udara (Qudara) dikali

densitas udara (ρudara) sebesar 1,2 kg/m3. Laju aliran massa udara pada duct

(ṁudara)dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.3).

g. Selanjutnya menghitung kemampuan mesin pengering pakaian untuk menguapkan massa air (M2) dengan menggunakan Persamaan (2.4).

Kemampuan mesin pengering pakaian untuk menguapkan massa air (M2)

adalah laju aliran massa udara pada duct (ṁudara) 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.

3.5 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)

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 (MPK), massa pakaian basah awal (MPBA), massa pakaian basah saat t (MPBSt), tekanan refrigeran yang masuk kompresor (P1), tekanan refrigeran yang keluar kompresor

(P2), suhu udara kering sebelum masuk mesin pengering (Tin), kelembaban udara

sebelum masuk mesin pengering (RHin), suhu udara kering setelah melewati

evaporator (T1), suhu udara kering setelah melewati kondensor (T2), kelembaban

udara setelah melewati kondensor (RHin), suhu udara keluar dari mesin pengering

(Tout), kelembaban udara setelah keluardari mesin pengering (Tout) 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 untuk 5 pakaian

No Waktu

Massa Pakaian Kering Massa Pakaian Basah Awal Massa Pakaian Basah Saat t

P1 P2

menit kg kg kg Psi Psi 1 0 0,440 0,970 0,970 45 150 2 15 0,440 0,970 0,870 45 150 3 30 0,440 0,970 0,775 45 150 4 45 0,440 0,970 0,660 45 150 5 60 0,440 0,970 0,585 45 150 6 75 0,440 0,970 0,515 45 150 7 90 0,440 0,970 0,480 45 150 8 105 0,440 0,970 0,440 45 150

(64)

Tabel 4.2 Lanjutan data hasil rata-rata untuk 5 pakaian

No Waktu RHin Tin T1 RH2 T2 RHout Tout v menit % oC oC % oC % oC m/ detik 1 0 77 27,3 19,4 40 35,1 60 31,8 1,2 2 15 76 27,4 19,6 41 34,9 60 32,5 1,2 3 30 75 27,5 19,4 41 35,0 59 32,8 1,2 4 45 76 27,6 19,4 40 35,0 58 33,4 1,2 5 60 76 27,7 19,5 41 35,0 58 33,6 1,2 6 75 77 27,7 19,6 40 35,4 56 33,7 1,2 7 90 76 27,9 19,5 40 35,3 56 33,6 1,2 8 105 76 28,0 19,5 40 35,2 54 33,4 1,2

Tabel 4.3 Data hasil rata-rata untuk 10 pakaian

No Waktu

Massa Pakaian Kering Massa Pakaian Basah Awal Massa Pakaian Basah Saat t

P1 P2

Menit kg kg kg Psi Psi 1 0 0,880 2,080 2,080 45 150 2 15 0,880 2,080 1,827 45 150 3 30 0,880 2,080 1,690 45 150 4 45 0,880 2,080 1,553 45 150 5 60 0,880 2,080 1,412 45 150 6 75 0,880 2,080 1,270 45 150 7 90 0,880 2,080 1,152 45 150 8 105 0,880 2,080 1,070 45 150 9 120 0,880 2,080 0,980 45 150 10 135 0,880 2,080 0,925 45 150 11 150 0,880 2,080 0,880 45 150

(65)

Tabel 4.4 Lanjutan data hasil rata-rata untuk 10 pakaian

No Waktu RHin Tin T1 RH2 T2 RHout Tout v menit _% o

C oC % oC % oC m/ detik 1 0 74 27,6 19,5 40 35,2 63 30,5 1,2 2 15 74 27,6 19,5 40 35,1 60 31,6 1,2 3 30 74 27,6 19,5 40 35,1 59 32,0 1,2 4 45 74 27,6 19,5 40 35,2 59 32,0 1,2 5 60 73 27,7 19,4 40 35,1 57 32,4 1,2 6 75 72 27,9 19,6 40 35,3 57 32,3 1,2 7 90 72 27,8 19,5 40 35,2 56 32,6 1,2 8 105 72 27,9 19,5 39 35,4 56 32,6 1,2 9 120 72 28,0 19,3 38 35,6 54 32,8 1,2 10 135 73 28,1 19,5 39 35,3 54 32,8 1,2 11 150 73 28,1 19,6 39 35,5 53 33,0 1,2

Tabel 4.5 Data hasil rata-rata untuk 15 pakaian

No Waktu

Massa Pakaian Kering Massa Pakaian Basah Awal Massa Pakaian Basah Saat t

P1 P2

menit kg kg kg Psi Psi 1 0 1,335 3,060 3,060 45 150 2 15 1,335 3,060 2,780 45 150 3 30 1,335 3,060 2,575 45 150 4 45 1,335 3,060 2,310 45 150 5 60 1,335 3,060 2,145 45 150 6 75 1,335 3,060 1,940 45 150 7 90 1,335 3,060 1,785 45 150 8 105 1,335 3,060 1,605 45 150 9 120 1,335 3,060 1,500 45 150 10 135 1,335 3,060 1,425 45 150 11 150 1,335 3,060 1,365 45 150 12 165 1,335 3,060 1,335 45 150

(66)

Tabel 4.6 Lanjutan data hasil rata-rata untuk 15 pakaian

No Waktu RHin Tin T1 RH2 T2 RHout Tout v menit % oC oC % oC % oC m detik 1 0 76 27,6 19,4 39 35,4 64 31,5 1,2 2 15 76 27,6 19,2 39 35,4 64 31,6 1,2 3 30 75 27,6 19,2 39 35,5 64 31,8 1,2 4 45 75 27,6 19,4 39 35,5 63 31,7 1,2 5 60 75 27,7 19,3 39 35,4 62 31,6 1,2 6 75 76 27,7 19,4 39 35,5 63 32,0 1,2 7 90 76 27,9 19,4 39 35,5 62 32,1 1,2 8 105 75 27,8 19,3 39 35,5 60 32,3 1,2 9 120 75 27,7 19,4 39 35,6 59 32,3 1,2 10 135 75 27,7 19,3 39 35,5 56 32,5 1,2 11 150 75 27,8 19,2 39 35,4 55 32,5 1,2 12 165 74 27,7 19,2 40 35,3 55 32,7 1,2

Tabel 4.7 Data hasil rata-rata untuk 20 pakaian

No Waktu

Massa Pakaian Kering Massa Pakaian Basah Awal Massa Pakaian

Basah Saat t P1 P2

menit kg kg kg Psi Psi 1 0 1,755 4,225 4,225 45 150 2 15 1,755 4,225 3,862 45 150 3 30 1,755 4,225 3,555 45 150 4 45 1,755 4,225 3,300 45 150 5 60 1,755 4,225 3,050 45 150 6 75 1,755 4,225 2,812 45 150 7 90 1,755 4,225 2,577 45 150 8 105 1,755 4,225 2,360 45 150 9 120 1,755 4,225 2,193 45 150 10 135 1,755 4,225 2,057 45 150 11 150 1,755 4,225 1,920 45 150 12 165 1,755 4,225 1,853 45 150 13 180 1,755 4,225 1,793 45 150 14 195 1,755 4,225 1,755 45 150

(67)

Tabel 4.8 Lanjutan data hasil rata-rata untuk 20 pakaian

No Waktu RHin Tin T1 RH2 T2 RHout Tout v

menit % oC oC % oC % oC m/ detik 1 0 72 27,7 19,1 39 35,3 65 30,7 1,2 2 15 73 27,7 19,3 39 35,2 63 31,0 1,2 3 30 73 27,7 19,3 40 35,1 63 31,2 1,2 4 45 73 27,7 19,3 40 35,3 62 31,2 1,2 5 60 73 27,6 19,4 40 35,1 62 31,5 1,2 6 75 73 27,5 19,4 40 35,3 61 31,6 1,2 7 90 72 27,5 19,4 39 35,3 60 31,6 1,2 8 105 73 27,4 19,3 39 35,4 59 31,8 1,2 9 120 74 27,4 19,2 40 35,1 59 31,8 1,2 10 135 73 27,4 19,4 40 35,3 57 32,0 1,2 11 150 74 27,4 19,2 39 35,3 56 32,3 1,2 12 165 73 27,4 19,3 39 35,2 55 32,5 1,2 13 180 73 27,4 19,3 39 35,2 55 32,6 1,2 14 195 74 27,5 19,3 39 35,3 54 32,8 1,2

4.2Perhitungan

a. Perhitungan massa air pakaian yang menguap dari pakaian (M1).

Massa air yang menguap dari pakaian (M1) dapat dihitung dengan

menggunakan Persamaan (3.1). Massa air pakaian yang menguap dari pakaian (M1) adalah massa pakaian basah (MPBA) dikurangi massa pakaian kering

(MPK). Sebagai contoh perhitungan untuk mencari massa air pakaian yang menguap dari pakaian (M1) untuk 5 pakaian adalah sebagai berikut :

M1 = MPBA – MPK

= (0,970-0,440) kg = 0,530 kg

(68)

Tabel 4.9 Massa air pakaian yang menguap dari pakaian (M1)

No Variasi jumlah Massa pakaian basah awal (MPBA) Massa pakaian kering (MPK)

Massa air yang menguap dari pakaian (M1)

Pakaian kg kg kg

1 5 0,970 0,440 0,530 2 10 2,080 0,880 1,200 3 15 3,060 1,335 1,735 4 20 4,225 1,760 2,465

b. Suhu kerja kondensor (Tkond) dan suhu kerja evaporator (Tevap).

Suhu kerja kondensor (Tkond) dan suhu kerja evaporator (Tevap) 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.

P1 = (45 Psi + 14,7 Psi) x 0,00689 MPa

= 0,41 MPa

P2 = (150 Psi + 14,7 Psi) x 0,00689 MPa

= 1,16 MPa

Dari Gambar 4.1 untuk tekanan kerja evaporator (tekanan rendah) P1 =

0,41 MPa suhu kerja evaporator (Tevap) sebesar 10oC dan untuk tekanan kerja

kondensor (tekanan tinggi) P2 = 1,16 MPa suhu kerja kondensor (Tkond) sebesar

(69)

(70)

c. Kelembaban spesifik setelah kondensor (wD) dan kelembaban spesifik setelah

keluar dari mesin pengering (wF).

Kelembaban spesifik spesifik setelah kondensor (wD) dan kelembaban

spesifik setelah keluar dari mesin pengering (wF) dapat dicari dengan

menggunakan psychrometric chart. Kelembaban spesifik setelah kondensor (wD)

dapat diketahui melalui garis kelembaban spesifik pada titik D atau suhu udara sebelum melewati evaporator dan kelembabannya. Kemudian kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering (wF) dapat diketahui melalui garis

kelembaban spesifik pada titik F atau suhu setelah evaporator atau pada garis

heating. Sebagai contoh menentukan kelembaban spesifik setelah kondensor (wD)

dan kelembaban spesifik keluar dari mesin pengering (wF)untuk varasi 5 pakaian

(71)

(72)

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 sebelum evaporator (wF) dikurangi kelembaban spesifik

setelah evaporator (wD). Sebagai contoh perhitungan massa air berhasil diuapkan

(Δw) untuk variasi 5 pakaian pada menit 30 adalah sebagai berikut :

Δw = (wF– wD )

= (0,0184 - 0,0142) = 0,0042 kgair/kgudara

e. Perhitungan laju aliran massa udara pada duct (ṁudara).

Laju aliran massa udara pada duct (ṁudara) dapat dihitung dengan

menggunakan Persamaan (2.3). Laju aliran massa udara pada duct (ṁudara)adalah

debit udara (Qudara) dikali massa jenis udara (ρudara) sebesar 1,2 kg/m3. Sebagai

contoh perhitungan laju aliran massa udara pada duct (ṁudara) untuk variasi 5

pakaian pada menit 30 adalah sebagai berikut :

ṁudara = Qudara . ρudara

. ρudara

. 1,2

= 0,065 kgudara/detik

f. Perhitungan kemampuan mengeringkan massa air (M2).

kemampuan mengeringkan massa air (M2) dapat dihitung dengan

menggunakan Persamaan (2.4). kemampuan mengeringkan massa air (M2) adalah

laju aliran massa udara pada duct (ṁudara) dikalikan massa air yang berhasil

diuapkan (Δw) dikalikan 3600 menit. Sebagai contoh perhitungan kemampuan mengeringkan massa air (M2) untuk variasi 5 pakaian pada menit 30 adalah

sebagai berikut :

M2 = ṁudara . Δw . 3600

= 0,064 . 0,0042 . 3600 = 0,984 kgair/jam

(73)

55 Tabel 4.10 Data hasil perhitungan 5 pakaian.

No Waktu wB=wD wF Δw Q ṁ Mw menit kg/kg kg/kg kgair/kgudara m3/detik kgudara/detik kgair/jam

1 0 0,0142 0,0178 0,0036 0,054 0,065 0,844 2 15 0,0144 0,0185 0,0041 0,054 0,065 0,961 3 30 0,0142 0,0184 0,0042 0,054 0,065 0,984 4 45 0,0142 0,0188 0,0046 0,054 0,065 1,078 5 60 0,0143 0,0190 0,0047 0,054 0,065 1,102 6 75 0,0143 0,0182 0,0039 0,054 0,065 0,914 7 90 0,0143 0,0182 0,0039 0,054 0,065 0,914 8 105 0,0142 0,0175 0,0033 0,054 0,065 0,774

Tabel 4.11 Data hasil perhitungan 10 pakaian.

No Waktu wB=wD wF Δw Q ṁ Mw menit kg/kg kg/kg kgair/kgudara m3/detik kgudara/detik kgair/jam

1 0 0,0142 0,0170 0,0028 0,054 0,065 0,656 2 15 0,0142 0,0176 0,0034 0,054 0,065 0,797 3 30 0,0142 0,0175 0,0033 0,054 0,065 0,774 4 45 0,0142 0,0176 0,0034 0,054 0,065 0,797 5 60 0,0142 0,0171 0,0029 0,054 0,065 0,680 6 75 0,0143 0,0171 0,0028 0,054 0,065 0,656 7 90 0,0142 0,0170 0,0028 0,054 0,065 0,656 8 105 0,0142 0,0170 0,0028 0,054 0,065 0,656 9 120 0,0140 0,0168 0,0028 0,054 0,065 0,656 10 135 0,0142 0,0167 0,0025 0,054 0,065 0,586 11 150 0,0143 0,0167 0,0024 0,054 0,065 0,563

Tabel 4.12 Data hasil perhitungan 15 pakaian.

No Waktu wB=wD wF Δw Q ṁ Mw menit kg/kg kg/kg kgair/kgudara m3/detik kgudara/detik kgair/jam

1 0 0,0140 0,0185 0,0045 0,054 0,065 1,055 2 15 0,0140 0,0186 0,0046 0,054 0,065 1,078 3 30 0,0140 0,0190 0,0050 0,054 0,065 1,172 4 45 0,0140 0,0185 0,0045 0,054 0,065 1,055 5 60 0,0140 0,0182 0,0042 0,054 0,065 0,984 6 75 0,0140 0,0190 0,0050 0,054 0,065 1,172

(74)

Tabel 4.13 Lanjutan data hasil perhitungan 15 pakaian.

No Waktu wB=wD wF Δw Q ṁ Mw menit kg/kg kg/kg kgair/kgudara m3/detik kgudara/detik kgair/jam

7 90 0,0140 0,0187 0,0047 0,054 0,065 1,102 8 105 0,0140 0,0184 0,0044 0,054 0,065 1,031 9 120 0,0140 0,0182 0,0042 0,054 0,065 0,984 10 135 0,0140 0,0170 0,0030 0,054 0,065 0,703 11 150 0,0140 0,0167 0,0027 0,054 0,065 0,633 12 165 0,0140 0,0170 0,0030 0,054 0,065 0,703

Tabel 4.14 Data hasil perhitungan 20 pakaian.

No Waktu wB=wD wF Δw Q ṁ Mw menit kg/kg kg/kg kgair/kgudara m3/detik kgudara/detik kgair/jam

1 0 0,0140 0,0180 0,0040 0,054 0,065 0,938 2 15 0,0141 0,0178 0,0037 0,054 0,065 0,867 3 30 0,0141 0,0182 0,0041 0,054 0,065 0,961 4 45 0,0141 0,0178 0,0037 0,054 0,065 0,867 5 60 0,0141 0,0180 0,0039 0,054 0,065 0,914 6 75 0,0141 0,0178 0,0037 0,054 0,065 0,867 7 90 0,0141 0,0174 0,0033 0,054 0,065 0,774 8 105 0,0142 0,0174 0,0032 0,054 0,065 0,750 9 120 0,0140 0,0176 0,0036 0,054 0,065 0,844 10 135 0,0142 0,0168 0,0026 0,054 0,065 0,609 11 150 0,0140 0,0167 0,0027 0,054 0,065 0,633 12 165 0,0140 0,0168 0,0028 0,054 0,065 0,656 13 180 0,0140 0,0168 0,0028 0,054 0,065 0,656 14 195 0,0141 0,0170 0,0029 0,054 0,065 0,680

4.3Pembahasan

Dari Tabel 4.1 s/d Tabel 4.8 dan Gambar 4.3 dapat diketahui bahwa mesin pengering pakaian sistem terbuka yang dibuat mampu mengeringkan pakaian. Kecepatan pengeringan yang dihasilkan rentan waktu 105 menit untuk 5 pakaian dengan massa air yang menguap dari pakaian 0,530 kg, 150 menit untuk 10 pakaian dengan massa air yang menguap dari pakaian 1,20 kg , 165 menit untuk 15 pakaian dengan massa air yang menguap dari pakaian 1,725 kg, dan 195 menit untuk 20 pakaian dengan massa air yang menguap dari pakaian 2,470 kg. Dari

(75)

Gamar 4.3 dapat diketahui bahwa 5 pakaian mempunyai kecepatan pengeringan paling cepat dan 20 pakaian mempunyai kecepatan pengeringan paling lama.

Gambar 4.3 Grafik kecepatan pengeringan.

Dari grafik trendline eksponensial pada Gambar 4.3 diketahui bahwa konstanta waktu dipengaruhi oleh kerapatan peletakan pakaian yang dikeringkan. Konstanta waktu yang dihasilkan untuk 5 pakaian sebesar 0,008 kg/menit, untuk 10 pakaian sebesar 0,006 kg/menit, untuk 15 pakaian sebesar 0,005 kg/menit, dan untuk 20 pakaian sebesar 0,005 kg/menit. Maka dapat diketahui bahwa 5 pakaian mempunyai konstanta waktu mengeringkan pakaian paling besar besar. Tetapi pada 15 pakaian 20 pakaian mempunyai konstanta waktu mengeringkan pakaian yang sama, maka konstanta waktu pada jumlah pakaian 15 dan 20 konstan.

MPBSt = 0.9626e-0.008t MPBSt = 2.0468e-0.006t

MPBSt = 2.9532e-0.005t MPBSt = 4.0534e-0.005t

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.2 4.5

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210

M assa p ak aian b asah saat t (K g) Waktu (menit)

5 pakaian 10 pakaian 15 pakaian

20 pakaian Expon. (5 pakaian) Expon. (10 pakaian)

(76)

Tabel 4.12 Contoh pengeringan untuk 60 pakaian.

No Jumlah pakaian Waktu pengeringan Proses yang dibutuhkan Total waktu pakaian menit dikalikan menit 1 5 105 12 1260 2 10 150 6 900 3 15 165 4 660 4 20 195 3 585

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, untuk 5 pakaian memerlukan total waktu 1260 menit dengan 12 kali proses pengeringan, untuk 10 pakaian memerlukan total waktu 900 menit dengan 6 kali proses pengeringan, untuk 15 pakaian memerlukan total waktu 660 menit dengan 4 kali proses pengeringan dan 20 pakaian memerlukan total waktu 585 menit dengan 3 kali proses pengeringan. Maka dapat dikatakan bahwa kapasitas paling efektif untuk 20 pakaian dan kapasitas paling tidak efektif untuk 5 pakaian.

Tabel 4.13 Waktu yang seharusnya dibutuhkan mesin pengering pakaian tiap variasinya.

Variasi

Kemampuan mengeringkan massa air (M2)

Massa air yang menguap dari

pakaian (M1)

Waktu yang seharusnya dibutuhkan Waktu yang didapat

kg/jam kg Menit Menit 5 pakaian 0,946 0,530 33,6 105 10 Pakaian 0,680 1,200 105,9 150 15 Pakaian 0,973 1,725 106,4 165 20 Pakaian 0,787 2,470 188,3 195

(77)

Dari Tabel 4.13 dapat diketahui bahwa kemampuan mengeringkan massa air (M2) mempunyai massa yang berbeda-beda (tidak konstan) tiap variasinya.

Ketidakkonstanan kemampuan mengeringkan massa air (M2) dikarenakan

kelembaban spesifik (Δw) dan laju aliran massa udara (ṁ) yang juga tidak konstan. Kemampuan mengeringkan massa air (M2) mmempunyai rata-rata, 0,946

kg/jam untuk 5 pakaian, 0,680 kg/jam untuk 10 pakaian, 0,973 kg/jam untuk 15 pakaian, dan 0,787 kg/jam untuk 20 pakaian. Maka didapat kemampuan mengeringkan massa air rata-rata sebesar 0,905 kg/jam.

Dari Tabel 4.13 dapat diketahui bahwa waktu yang seharusnya dibutuhkan untuk menguapkan massa air pada pakaian (M1), bergantung dari banyaknya

jumlah pakaian yang akan dikeringkan. Waktu yang seharusnya dibutuhkan untuk menguapkan massa air pada pakaian, untuk 5 pakaian membutuhkan waktu 33,6 menit, untuk 10 pakaian membutuhkan waktu 105,9 menit, untuk 15 pakaian membutuhkan waktu 106,4 menit, dan untuk 20 pakaian membutuhkan waktu 188,3 menit. Maka dari Tabel 4.13 dapat diketahui bahwa waktu pengeringan untuk 20 pakaian mempunyai waktu pengeringan yang lebih mendekati dengan waktu yang seharusnya dibutuhkan, dibandingkan pada 5 pakaian yang mempunyai waktu pengeringan yang lebih jauh dari waktu yang seharusnya dibutuhkan.

(1)

107