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