Disusun oleh : HARIS RUSANDI NIM.120421007 “PENGUJIAN VARIASI BEBAN ALAT PENGERING PAKAIAN SISTEM HIBRIDA DENGAN KAPASITAS RUANG PENGERING SATU METER KUBIK” Disusun oleh : HARIS RUSANDI NIM.120421007 DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

Latar Belakang Pengeringan adalah proses mengurangi kadar air dari objek yang dikeringkan. Di Indonesia, salah satu industri kecil dan menengah yang banyak menggunakan proses pengeringan adalah industri pencucian pakaian atau laundry. Pada umumnya proses pengeringan pakaian yang dilakukan masyarakat adalah secara alami dengan memanfaatkan energi matahari. Meskipun murah metode pengeringan alami ini mempunyai kelemahan utama, yaitu prosesnya sangat lambat dan sangat tergantung alam.

2. Rumusan Masalah Dalam penelitian ini terlebih dahulu dilakukan pembuatan model fisik unit mesin pengering pakaian dengan memanfaatkan gas buang kondensor sebagai sumber energi. Proses pengambilan panas dari kondensor diharuskan tidak akan mengganggu fungsi utama siklus kompresi uap. Pada temperatur berapa sebaiknya kondensor dioperasikan untuk menjaga laju pengeringan yang optimum, Kemudian karakteristik pengeringan dengan menggunakan sumber energi panas buangan ini juga harus diteliti. Kemudian susunan dan konfigurasi pakaian di dalam ruang pengering juga harus diteliti.

3. Batasan Masalah Panas yang dihasilkan mesin Pengering ini sepenuhnya dari gas buang kondensor dengan bantuan blower sebagai pentransfer gas buang ke lemari pengering. Menganalisa laju pengeringan pakaian, berapa lama waktu yang diperlukan dalam mengeringkan pakaian. Menganalisa Nilai Laju Ekstraksi uap Spesifik pengeringan pakaian. Menganalisa konsumsi energi spesifik mesin pengering pakaian.

5. Tujuan Penelitian Tujuan pada penelitian ini adalah : Melakukan rancang bangun mesin pengering dengan memanfaatkan sisa panas dari kondensor AC split 1 PK. Melakukan uji performansi pada mesin pengering yang sudah direncanakan dengan melakukan pengeringan langsung terhadap pakaian. Parameter performansi yang akan digunakan terhadap mesin pengering antara lain laju pengeringan, waktu pengeringan, penggunaan energi spesifik, dan laju ekstraksi spesifik. Mendapatkan karakteristik pengeringan pakaian dengan menggunakan mesin pengering yang telah dirancang bangun. untuk mengetahui nilai konsumsi energi spesifik pengeringan dengan memanfaatkan panas buang dari sistem pengkondisian udara.

6. Manfaat Penelitian Manfaat yang didapat dari hasil penelitian ini adalah : Sebagai pengembangan dalam bidang penghematan energi dari teknologi refrigerasi dan pengkondisian udara. Memanfaatkan panas buang yang dihasilkan kondensor untuk mengeringkan pakaian. untuk meningkatkan efisiensi penggunaan energi dan juga pengurangan emisi Gas Rumah Kaca.

Pengeringan Rangkaian proses pengeringan secara garis besar merupakan metoda penguapan yang dapat dilakukan untuk melepas air dalam fasa uapnya dari dalam objek yang dikeringkan. Penguapan ini dapat dilakukan dengan dua cara yakni, cara pertama adalah dengan memberikan panas kedalam bahan tersebut sehingga terjadi kenaikan temperaturnya untuk keperluan memanaskan dan selanjutnya untuk menguapkan sejumlah air. Ataupun dengan cara menangkap uang air oleh udara yang telah dikondisikan (dipanaskan atau didinginkan).

Faktor faktor yang mempengaruhi pengeringan. Ada beberapa faktor yang perlu diperhatikan untuk memperoleh pengeringan maksimum, yaitu : Luas permukaan Suhu Kecepatan udara Kelembaban udara Waktu.

Laju Pengeringan (drying rate) Laju pengeringan (drying rate; kg/jam) adalah banyak nya air yang diuapkan tiap satuan waktu atau penurunan kadar air bahan dalam satuan waktu. Dimana : Wo = Berat pakaian sebelum pengeringan (kg) Wf = Berat pakaian setelah pengeringan (kg) t = Waktu pengeringan (jam)

Wc = Daya kondensor (kW) Wb = Daya blower (kW) Nilai Laju Ekstraksi uap Spesifik atau specific moisture extraction rate (SMER) Nilai laju ekstraksi air spesifik atau specific moisture extraction rate (SMER) merupakan perbandingan jumlah air yang dapat diuapkan dari bahan dengan energi listrik yang digunakan tiap jam atau energi yang dibutuhkan untuk menghilangkan 1 kg air . Dinyatakan dalam kg/kWh. Dimana : Dimana : Wc = Daya kondensor (kW) Wb = Daya blower (kW) = Laju pengeringan (kg/jam)

Konsumsi Energi Spesifik atau specific energy consumption (SEC) Energi yang dikonsumsi spesifik atau specific energy consumption (SEC) adalah perbandingan energi yang dikonsumsi dengan kandungan air yang hilang, dinyatakan dalam kWh/kg.

Diagram Alir Proses Penelitian Mulai Studi Literatur Pengelolahan data dan analisis data Usulan Penelitian Tahapan Persiapan : Persiapan mesin Pengering Pengujian mesin pengering Kesimpulan/Laporan Selesai Pengumpulan Data : Massa Pakaian( gr) Temperatur (c) Kelembapan udara (%) Kecepatan udara (m/s) Waktu

Alat dan Bahan Pengujian Peralatan Pengujian Alat yang digunakan dalam pengujian adalah : Load Cell Rh (Relative Humidity) Meter Annemometer

5. Pompa Kalor (Heat Pump) Blower 5. Pompa Kalor (Heat Pump) AC (Air Conditioner) merek Samsung model AS09TUUQX dengan spesifikasi sebagai berikut: Karakteristik Gambaran Teknik Rata-rata tegangan dan frekuensi 220 – 240 V dan 50 Hz Kapasitas Pendinginan 9000 Btu/h Konsumsi Daya rata-rata 800 Watt Refrigeran R-22 Kuat Arus rata-rata 4.0 A Kuat Arus maks. 4.7 A

Laptop

2. Bahan dan alat Dalam Melakukan Pengujian 1. Pakaian 2. Refrigeran (R-22)

Gambar Mesin Pengering Pakaian Lemari Pengering Ruangan Kondensor Pintu Lemari Pengering Saluran Udara Masuk Penyangga Kaki Lemari

Blower Kondensor

Hasil pengujian dari berbagai variasi beban pakaian Pengujian Pakaian dengan Variasi Beban I Tabel Data Hasil pengujian pakaian variasi beban I No Waktu Berat ( gr ) % Rh Tdidalamlemari (0C) Tr.cond V (m/s) 1 14:00:01 3045 59.0 32.5 40.0 7.91 2 14:05:01 2984 60.0 34.5 40.5 3 14:10:01 2924 55.5 36.5 41.0 4 14:15:01 2865 53.5 37.5 5 14:20:01 2791 51.5 38.5 41.5 6 14:25:01 2735 50.5 42.0 7 14:30:01 2680 49.5 39.0 42.5 8 14:35:01 2600 47.5 43.0 9 14:40:01 2548 48.0 10 14:45:01 2471 43.5

11 14:50:01 2422 46.0 39.5 43.5 7.91 12 14:55:01 2374 45.5 44.0 13 15:00:01 2302 45.0 40.0 44.5 14 15:05:01 2256 15 15:10:01 2211 40.5 16 15:15:01 2145 41.0 17 15:20:01 2080 41.5 18 15:25:01 2039 43.0 42.0 19 15:30:01 2018 42.5

Grafik penurunan berat pakaian dengan pengujian dengan variasi beban I

Pengujian Pakaian dengan Variasi Beban II Tabel Data Hasil pengujian pakaian variasi beban II No Waktu Berat ( gr ) % Rh Tdidalamlemari (0C) Tr.cond V (m/s) 1 11:40:23 5250 67.0 33.5 42.0 8.82 2 11:45:23 5145 3 11:50:23 5042 66.5 42.5 4 11:55:23 4941 5 12:00:23 4891 34.0 6 12:05:23 4842 65.0 7 12:10:23 4746 8 12:15:23 4651 34.5 9 12:20:23 4558 60.0 43.0 10 12:25:23 4512 11 12:30:23 4422 59.0 35.0 12 12:35:23 4333 13 12:40:23 4247 58.5 14 12:45:23 4162 43.5 15 12:50:23 4078 58.0

16 12:55:23 3997 58.0 35.5 43.5 8.82 17 13:00:23 3957 18 13:05:23 3917 57.5 44.0 19 13:10:23 3878 57.0 20 13:15:23 3801 21 13:20:23 3763 36.0 22 13:25:23 3687 56.5 44.5 23 13:30:23 3614 24 13:35:23 3541 55.5 36.5 25 13:40:23 3470 54.0 26 13:45:23 3401 45.0

27 13:50:23 3333 54.0 37.0 45.0 8.82 28 13:55:23 3266 53.5 37.5 29 14:00:23 3201 38.0 30 14:05:23 3137 52.5 39.0 45.5 31 14:10:23 3074 50.0 32 14:15:23 3013 49.0 33 14:20:23 2952 48.5 46.0 34 14:25:23 2893 47.5 39.5 35 14:30:23 2836 40.0 46.5 36 14:35:23 2779 40.5 37 14:40:23 2723 44.5 41.0 47.0 38 14:45:23 2669 43.0 42.0 39 14:50:23 2645

Grafik penurunan berat pakaian dengan pengujian dengan variasi beban II

Pengujian Pakaian dengan Variasi Beban III Tabel Data Hasil pengujian pakaian variasi beban III No Waktu Berat ( gr ) % Rh Tdidalamlemari (0C) Tr.cond V (m/s) 1 13:20:42 6215 73.0 32.5 43.0 10.21 2 13:25:42 6090 73.5 3 13:30:42 5968 69.0 43.5 4 13:35:42 5849 66.0 33.0 5 13:40:42 5791 65.0 6 13:45:42 5733 62.0 7 13:50:42 5618 60.5 33.5 8 13:55:42 5506 59.5 9 14:00:42 5451 34.0 10 14:05:42 5396 11 14:10:42 5342 34.5 44.0 12 14:15:42 5235

13 14:20:42 5130 60.0 34.5 44.0 10.21 14 14:25:42 5028 59.0 15 14:30:42 4978 57.0 44.5 16 14:35:42 4878 55.0 35.0 17 14:40:42 4829 52.5 18 14:45:42 4781 52.0 19 14:50:42 4733 51.5 35.5 20 14:55:42 4638 51.0 45.0 21 15:00:42 4592 50.5 22 15:05:42 4500 50.0 23 15:10:42 4410 49.0 36.0 24 15:15:42 4322 25 15:20:42 4236 48.0 26 15:25:42 4151 48.5 36.5 45.5 27 15:30:42 4068 28 15:35:42 3986 47.5 37.0

29 15:40:42 3907 47.5 37.0 45.5 10.21 30 15:45:42 3829 46.5 37.5 46.0 31 15:50:42 3752 32 15:55:42 3677 38.0 33 16:00:42 3603 34 16:05:42 3531 45.0 39.5 35 16:10:42 3461 36 16:15:42 3391 43.5 40.0 37 16:20:42 3324 43.0 38 16:25:42 3257 41.0 47.0 39 16:30:42 3225 40 16:35:42 3192 41.5 41 16:40:42 3160 42 16:45:42 3129 42.5 43 16:50:42 3097 44 16:55:42 3066 45 17:00:42 3035 48.0

Grafik penurunan berat pakaian untuk pengujian dengan variasi beban III

Pengujian Pakaian dengan Variasi Beban IV Tabel Data Hasil pengujian pakaian variasi beban IV No Waktu Berat ( gr ) % Rh Tdidalamlemari (0C) Tr.cond V (m/s) 1 10:55:18 8220 72.0 34.5 42.0 10.47 2 11:00:18 8137 71.0 3 11:05:18 8056 70.5 4 11:10:18 7975 5 11:15:18 7896 35.0 42.5 6 11:20:18 7817 70.0 7 11:25:18 7738 69.0 8 11:30:18 7661 9 11:35:18 7584 68.5 10 11:40:18 7509 43.0

11 11:45:18 7358 68.0 35.0 43.0 10.47 12 11:50:18 7285 35.5 13 11:55:18 7139 14 12:00:18 7068 67.0 15 12:05:18 6997 16 12:10:18 6927 66.5 17 12:15:18 6858 43.5 18 12:20:18 6789 65.5 36.0 19 12:25:18 6721 65.0 20 12:30:18 6654 21 12:35:18 6588 22 12:40:18 6522 23 12:45:18 6456 36.5 24 12:50:18 6392 25 12:55:18 6328 44.0 26 13:00:18 6265 27 13:05:18 6202 64.5 28 13:10:18 6140 63.0 37.0

29 13:15:18 6079 63.0 37.0 44.5 10.47 30 13:20:18 6018 62.0 37.5 31 13:25:18 5958 61.5 32 13:30:18 5898 60.5 38.0 33 13:35:18 5839 59.0 34 13:40:18 5781 38.5 45.0 35 13:45:18 5723 58.0 36 13:50:18 5608 57.5 39.0 37 13:55:18 5552 57.0 38 14:00:18 5497 56.0 39 14:05:18 5442 39.5 40 14:10:18 5333 55.5 45.5 41 14:15:18 5280 42 14:20:18 5227 54.5 43 14:25:18 5122 54.0 40.5

44 14:30:18 5071 53.0 40.5 46.0 10.47 45 14:35:18 5020 52.5 46 14:40:18 4920 51.5 47 14:45:18 4871 50.0 41.0 48 14:50:18 4773 49.5 46.5 49 14:55:18 4726 48.0 41.5 50 15:00:18 4678 47.5 51 15:05:18 4585 47.0 42.0 52 15:10:18 4539 53 15:15:18 4448 42.5 54 15:20:18 4404 55 15:25:18 4315 45.5 56 15:30:18 4272 45.0 57 15:35:18 4187 44.0 58 15:40:18 4145 59 15:45:18 4062 43.5 43.0 60 15:50:18 4021 61 15:55:18 3930

Grafik penurunan berat pakaian untuk pengujian dengan variasi beban IV

Pengujian Pakaian dengan Variasi Beban V Tabel Data Hasil pengujian pakaian variasi beban V No Waktu Berat ( gr ) % Rh Tdidalamlemari (0C) Tr.cond V (m/s) 1 09:37:04 10225 73.5 32.5 42.5 10.7 2 09:42:04 10122 73.0 3 09:47:04 10072 33.0 4 09:52:04 10021 72.5 5 09:57:04 9921 72.0 6 10:02:04 9871 71.0 43.0 7 10:07:04 9773 70.5 8 10:12:04 9724 69.5 33.5 9 10:17:04 9627 68.5 10 10:22:04 9578 68.0

11 10:27:04 9483 67.5 33.5 43.0 10.7 12 10:32:04 9435 67.0 13 10:37:04 9341 66.5 34.0 14 10:42:04 9294 66.0 15 10:47:04 9201 43.5 16 10:52:04 9155 65.0 34.5 17 10:57:04 9064 18 11:02:04 8973 19 11:07:04 8883 64.0 20 11:12:04 8839 64.5 35.0 21 11:17:04 8751 22 11:22:04 8663 63.5 23 11:27:04 8620 44.0 24 11:32:04 8533 63.0 25 11:37:04 8448 62.0 35.5 26 11:42:04 8364 27 11:47:04 8322 44.5 28 11:52:04 8239 61.5

29 11:57:04 8156 61.5 35.5 44.0 10.7 30 12:02:04 8075 31 12:07:04 8034 61.0 36.0 32 12:12:04 7954 33 12:17:04 7874 44.5 34 12:22:04 7796 35 12:27:04 7757 36.5 36 12:32:04 7679 37 12:37:04 7641 60.5 38 12:42:04 7564 39 12:47:04 7526 37.0 40 12:52:04 7451 41 12:57:04 7377 60.0 42 13:02:04 7303 43 13:07:04 7266 44 13:12:04 7194 37.5 45 13:17:04 7122 50.5

46 13:22:04 7051 50.5 37.5 44.5 10.7 47 13:27:04 6980 48 13:32:04 6945 49 13:37:04 6876 50 13:42:04 6807 50.0 38.0 51 13:47:04 6773 45.0 52 13:52:04 6705 53 13:57:04 6638 54 14:02:04 6605 38.5 55 14:07:04 6539 56 14:12:04 6473 49.5 57 14:17:04 6409 45.5 58 14:22:04 6377 39.0 59 14:27:04 6313 60 14:32:04 6250 61 14:37:04 6187 39.5 62 14:42:04 6156 49.0 63 14:47:04 6095 46.0 64 14:52:04 6034 40.0 65 14:57:04 5973

66 15:02:04 5914 49.0 40.0 46.0 10.7 67 15:07:04 5855 68 15:12:04 5796 48.5 69 15:17:04 5738 40.5 70 15:22:04 5681 71 15:27:04 5624 46.5 72 15:32:04 5568 41.0 73 15:37:04 5512 48.0 41.5 74 15:42:04 5457 75 15:47:04 5402 42.0 76 15:52:04 5348 77 15:57:04 5295 78 16:02:04 5242 47.0 79 16:07:04 5189 47.5 80 16:12:04 5137 43.0 81 16:17:04 5086 82 16:22:04 5035. 83 16:27:04 5015

Grafik penurunan berat pakaian untuk pengujian dengan variasi beban V

Dari data yang didapat, maka dapat dihitung laju pengeringan untuk varasi beban pakaian I Laju pengeringan (drying rate; kg/jam) adalah banyaknya air yang diuapkan tiap satuan waktu atau penurunan kadar air bahan dalam satuan waktu. Dimana : Wo = Berat bahan sebelum pengeringan (gr) Wf = Berat bahan sesudah pengeringan (gr) t = waktu pengeringan (menit) V = Kecepatan udara (m/s) Wo = 3045 gr, Wf = 2018 gr, dan t = 90 menit dan untuk kecepatan udara V = 7.91 m/s . Maka :

b) Nilai Laju Ekstraksi uap Spesifik (SMER) perbandingan jumlah air yang dapat diuapkan dari bahan dengan energi listrik yang digunakan tiap jam atau energi yang dibutuhkan untuk menghilangkan 1 kg air . Dinyatakan dalam kg/kWh. = 0,4640 kg/kWh c) Konsumsi Energi Spesifik (SEC) perbandingan energi yang dikonsumsi dengan kandungan air yang hilang, dinyatakan dalam kWh/kg = = 2.1552

Variasi beban pakaian mempengaruhi laju pengeringan selain dari suhu udara, kelembaban dan kecepatan udara. Data hasil perhitungan SMER dan SEC dari variasi beban pakaian No Jenis Percobaan T (0C) t (menit) (kg/jam) SMER (kg/kWh) SEC (kWh/kg) Massa (gr) 1 Pengujian Pertama 42,5 90 0,684 0,4640 2,1551 3045 2 Pengujian Kedua 43,5 190 0,822 0,5577 1,7931 5250 3 Pengujian Ketiga 43 220 0,8676 0,5886 1,70 6215 4 Pengujian Keempat 300 0,858 0,5821 1.72 8220 5 Pengujian Kelima 410 0,7626 0,5174 1,93 10225

Grafik Karakteristik massa pakaian terhadap waktu

Kesimpulan dan Saran A. Kesimpulan Berdasarkan analisa data dan pembahasan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : faktor yang perlu diperhatikan untuk memperoleh kecepatan pengeringan maksimum adalah suhu, kecepatan udara, kelembaban udara, luas permukaan dan waktu. Variasi beban pakaian mempengaruhi laju pengeringan selain dari suhu udara, kelembaban dan kecepatan udara.

Dari hasil perhitungan Nilai SMER untuk pengeringan masing-masing variasi beban adalah 0,4640 kg/kWh – 0,5886 kg/kWh, yang artinya adalah jumlah uap air yang mampu dihilangkan dari bahan pakaian tiap 1 kWh adalah antara 0,4640 kg - 0,5886 kg. Dari hasil perhitungan nilai SEC berkisar antara 1,70 kWh/kg – 2,1551 kWh/kg untuk pengeringan yang dilakukan masing-masing jenis bahan pakaian. Hal ini berarti bahwa energi dikonsumsi untuk menghilangkan 1 kg uap air dari bahan yang dikeringkan adalah antara 1,70 kWh – 2,1551 kWh.

Saran Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, penulis memberikan saran sebagai berikut : Sangat dianjurkan menggunakan lemari pengering ini sebagai pengganti pengeringan konvensional. Untuk mendapatkan panas yang diinginkan, Freon AC di cek terlebih dahulu, Karena jika Freon AC berkurang, maka mempengaruhi panas yang dihasilkan kondensor

SEKIAN DAN TERIMA KASIH