Upload
others
View
11
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
SISTEM PEMANAS AIR
DENGAN PEMANFAATAN PANAS BUANGAN
DARI OUT DOOR AC
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada
Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu
Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh :
ADY SAPUTRO
201610120312169
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2018
ii
iii
iv
v
vi
LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT
Yang bertanda tangan dibawah :
Nama : Ady Saputro
NIM : 201610120312169
Tempat /Tanggal lahir : Tanjung, 25 Juli 1995
Fakultas / Jurusan : Teknik / Teknik Mesin
Menyatakan bahwa karya tulis ilmiah atau tugas akhir ini yang berjudul
“SISTEM PEMANAS AIR DENGAN PEMANFAATAN PANAS BUANGAN
DARI OUT DOOR AC” adalah bukan karya tulis orang lain baik sebagian maupun
keseluruhan kecuali dalam bentuk kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian surat ini dibuat dengan sebenar-benarnya. Jika terbukti melanggar,
penulis siap menerima sanksi akademik yang berlaku di Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Malang.
Malang, 24 Juli 2018
Penulis
Ady Saputro
vii
Sistem Pemanas Air dengan Pemanfaatan Panas Buangan dari Out
Door Ac
Oleh : Ady Saputro, Herry Suprianto, Ali Saifullah
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang
Jl. Raya Tlogomas No.246 Telp. (0341)464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang
65144
ABSTRAK
Seiring berkembangnya teknologi masa kini, serta semakin
banyak ditemukan energi alternatif, semakin banyak pula sistem
pemanas air yang diciptakan. Salah satunya ialah pemanfaatan
limbah panas yang dihasilkan oleh Air condition (AC). Maka dari itu
untuk mengurangi energi panas yang dibuang ke udara bebas tersebut
kita dapat memanfaatkannya, bentuk pemanfaatan energi panas yang
terbuang ialah berupa penambahan pipa kapiler beberapa meter yang
berasal dari kompresor menuju kondensor untuk memanaskan air
didalam tabung. Berdasarkan alasan di atas maka dirancang sebuah
Sistem Pemanas Air Dengan Pemanfaatan Panas Buangan Dari
Out Door AC.
Kata Kunci : Air Condition, Pemanas Air.
viii
Sistem Pemanas Air dengan Pemanfaatan Panas Buangan dari Out
Door Ac
Oleh : Ady Saputro, Herry Suprianto, Ali Saifullah
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang
Jl. Raya Tlogomas No.246 Telp. (0341)464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang
65144
ABSTRACT
Along with the development of today's technology, as well as
more and more found alternative energy, more and more water
heating systems are created. One of them is the utilization of waste
heat generated by Air condition (AC). therefore to reduce heat
energy which is thrown into the free air we can use it form of
utilization of wasted heat energy is the addition of a capillary pipe
several meters coming from the compressor to the condenser to heat
the water inside the tube. Based on the above reasons then designed
a Water Heating System With Heat Utilization Of Out Door AC.
Keywords : Air Condition, Water heater.
ix
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan segala puji dan syukur kepada Allah SWT dan salam
yang tercurahkan kepada Rasulullah SAW, yang memberikan berkat limpahan dan
rahmatnya, sehingga dapat terselesaikannya tugas akhir yang berjudul “Sistem
Pemanas Air dengan Pemanfaatan Energi Panas Buangan dari Out Door AC”, guna
memenuhi persyaratan untuk menyelesaikan program Strata 1 (S1) pada Jurusan
Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang.
Tugas akhir ini tidak akan tersusun tanpa adanya bantuan dan dukungan dari
berbagai pihak baik dalam segi moril maupun materil. Oleh karena itu segala ungkapan
terimakasih dipersembahkan kepada:
1. Kedua orangtua dan adik yang selalu memberikan doa, restu, semangat serta
bantuan materil bagi penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Bapak Ir. Herry Supriyanto, MT selaku dosen pembimbing I yang sangat
membantu didalam memberikan bimbingan serta arahan dalam penyelesaian tugas
akhir ini.
3. Bapak Ir. Ali Saifullah, MT selaku dosen pembimbing II yang sangat membantu
didalam memberikan bimbingan serta arahan dalam penyelesaian tugas akhir ini.
4. Keluarga besar yang selalu memberikan dukungan dan doa selama melaksanakan
studi.
5. Carolina Purwanti yang selalu menemani, serta selalu memberi dukungan dan
semangat sampai penyelesaian tugas akhir ini.
6. Teman-teman TPB 16 (Transfer Politeknik Banjarmasin angkatan 2016) yang
selalu saling memberikan dukungan dan motivasi didalam penyusunan serta
penyelesaian tugas akhir ini.
7. Sahabatku yang selalu memberikan dukungan dan selalu mengingatkan untuk
menyelesaikan tugas akhir ini secepat mungkin.
x
8. Teman-teman seperjuangan teknik mesin Universitas Muhammadiyah Malang
yang tidak bisa disebutkan satu persatu, yang turut membantu didalam penyusunan
dan penyelesaian tugas akhir ini.
Dalam tugas akhir ini, diharapkan semoga memberikan banyak manfaat baik
bagi penulis sendiri atau pun bagi pembaca yang khususnya mahasiswa Universitas
Muhammadiyah Malang.
Malang, 25 Juli 2018
Penulis
Ady Saputro
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i
POSTER .................................................................................................................... ii
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR ........................................................ iii
LEMBAR ASISTENSI ............................................................................................ iv
LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIASI .................................... 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 Perancangan ...................................................................................... 2
1.4 Manfaat ......................................................................................................... 2
1.5 Batasan Masalah ........................................................................................... 2
1.6 Konsep Desain .............................................................................................. 3
BAB II LANDASAN TEORI ............................................................... 5
2.1 Pengertian AC (air conditioner) ................................................................... 5
2.2 Komponen AC (air conditione) .................................................................... 5
2.2.1 Fungsi-fungsi Komponen AC .................................................................... 6
2.3 Perpindahan Panas ........................................................................................ 9
2.3.1 Perpindahan Panas Konduksi .............................................................. 9
xii
2.3.2 Perpindahan Panas Radiasi ................................................................. 10
2.3.3 Perpindahan Panas Konveksi .............................................................. 11
2.4 Jenis-jenis Water Heater (pemanas air) di Pasaran ...................................... 11
2.4.1 Pemanas Air Listrik ............................................................................ 11
2.4.2 Pemanas Air menggunakan Gas ......................................................... 12
2.4.3 Pemanas Air Tenaga Surya ................................................................. 13
2.4.4 Pemanas Air AC ................................................................................ 14
2.5 Siklus Refrigerasi .......................................................................................... 16
2.5.1 Siklus Refrigerasi Kompresi Uap Dilengkapi Heat Exchanger ......... 20
2.5.2 Hukum Termodinamika Kedua........................................................... 22
2.5.3 Mesin air conditioner atau pendingin udara ....................................... 22
2.5.4 Siklus Carnot Terbalik ........................................................................ 24
2.5.5 Pompa Kalor ....................................................................................... 25
BAB III METODE PERANCANGAN ................................................ 26
3.1 Diagram Alir Perancangan ............................................................................ 26
3.2 Data Perancangan .......................................................................................... 27
3.3 Pemilihan Refrigeran .................................................................................... 27
3.4 Perhitungan Kondensor ................................................................................. 27
3.5 Luas Bidang Tabung Pemanas ...................................................................... 30
BAB IV PERHITUNGAN PERANCANGAN ................................... 31
4.1 Data Perancangan .......................................................................................... 31
4.2 Pemilihan Refrigeran .................................................................................... 33
4.3 Perhitungan Kondensor ................................................................................. 33
4.3.1 Koefisien Perpindahan Panas Didalam Pipa (hi) ................................ 34
4.3.2 Koefisien Perpindahan Panas Rata-rata air (hf) .................................. 36
4.3.3 Dimensi Sirip ...................................................................................... 38
xiii
4.3.4 Koefisien Perpindahan Panas Total .................................................... 39
4.3.5 Beda Temperatur Log Rata-rata (LMTD) ........................................... 39
4.4 Luas Bidang Kontak Perpindahan Panas Pada Tangki Air ........................... 40
4.5 Perancangan Luas Bidang Tabung Pemanas ................................................ 41
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................ 43
5.1 Kesimpulan ................................................................................................... 43
5.2 Saran ............................................................................................................. 44
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................ 45
LAMPIRAN
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Sifat-Sifat Cairan Dan Uap Jenuh R-22 ..................................................... 31
Tabel 4.2 Sifat-sifat Uap Gas Panas Lanjut R-22 ...................................................... 31
Tabel 4.3 Daya Hantar Termal Dan Viskositas R-22 Jenuh Cair Dan Uap ............... 32
Tabel 4.4 Konstanta C Dan Eksponen n .................................................................... 34
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Konsep Desain Perancangan Tabung Pemanas ...................................... 3
Gambar 2.1 Kompresor AC Split ............................................................................... 6
Gambar 2.2 Kondensor .............................................................................................. 7
Gambar 2.3 Pipa Kapiler ............................................................................................ 8
Gambar 2.4 Evaporator .............................................................................................. 8
Gambar 2.5 Pemanas Air Listrik ................................................................................ 12
Gambar 2.6 Pemanas Air menggunakan Gas ............................................................. 13
Gambar 2.7 Pemanas Air Tenaga Surya .................................................................... 14
Gambar 2.8 Siklus Refrigerasi Dan Diagram p-h (pressure-enthalpy)...................... 16
Gambar 2.9 Garis Konstan Pada Diagram Pressure-Enthalpy .................................. 17
Gambar 2.10 Peredaran refrigerant ........................................................................... 18
Gambar 2.11 Proses Siklus Kompresi Uap Dilengkapi Heat exchanger
Pada Diagram P-h. ..................................................................................................... 20
Gambar 2.12 Diagram Sistematik AC Dilengkapi Dengan Heat Exchanger
Untuk Pemanas Air Didalam Sebuah Tabung ........................................................... 21
Gambar 2.13 Bagan Proses Penyerapan Kalor Pada Mesin Pendingin ..................... 22
Gambar 2.14 Bagan Penerapan Hukum II Termodinamika Pada Mesin Pemanas .... 23
Gambar 2.15 Diagram T-s Dan p-v Untuk Siklus Carnot Terbalik ........................... 24
Gambar 3.1 Diagram Alir Proses Perancangan.......................................................... 26
Gambar 4.1 Diagram Tekanan Entalpi System Kompresi Uap ................................. 32
xvi
45
DAFTAR PUSTAKA
J.P Holman.1995. Perpindahan Kalor. Jakarta. Erlangga.
Wilbert F.Stoecker, Jerold W.Jones.1992. Refrigerasi dan Pengkondisian Udara edisi
kedua. Erlangga.
Dewa De. 2016. Fungsi dan Pengertian AC Split. http://egsean.com/fungsi-dan
pengertian-ac-split/ [online]
I Made Rasta. 2009. Pemanfaatan Energi Panas Terbuang pada Kondensor AC Jenis
Water Chiller untuk Pemanas Air Hemat Energi.
http://download.portalgaruda.org/article.php?article=14984&val=982.
Alan Darusman. 2011. Makalah AC. https://id.scribd.com/doc/74893410/MAKALAH
AC
Agung P. Mengenal Komponen AC Ruangan dan Fungsinya.
http://serviceacjogja.pro/mengenal-komponen-ac-ruangan-dan-fungsinya/
Hermawan. Siklus Refrigerasi. https://teachintegration.wordpress.com/hvac-
forum/basic/siklus-refrigerasi/
Electric Water Heater Pemanas Air Listrik.
http://sanfordlegenda.blogspot.com/2012/09/Electric-Water-Heater-Pemanas Air-
Listrik.html
Anatomi Pemanas Air Gas. https://id.nctodo.com/anatomy-of-gas-water-heater
http://distributorsolahart.com/id/product/solahart-type-181-l/
Hukum Termodinamika Kedua.
https://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_termodinamika_kedua