KULKAS MINI DENGAN PENDINGIN PELTIER COOLER BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pemanasan gl!al "Gl!al #arm$ng% a&ala' (rses (en$ngkatan s)') rata*rata atms+er, la)t, &an &aratan B)m$. S)') rata*rata gl!al (a&a (erm)kaan B)m$ tela' men$ngkat -./ 0 -.1 2C "1.33 0 -.34 25% selama serat)s ta')n terak'$r terak '$r.. Interg6ernmental Panel Panel n Cl$mate C'ange "IPCC% men7$m()lkan !a'8a, se!ag$an !esar (en$ngkatan s)') rata*rata gl!al se9ak (ertenga'an a!a& ke*4se!ag$an !esar &$se!a!kan le' men$ngkatn7a knsentras$ gas r)ma' ka:a ak$!at akt$6$tas man)s$a se(ert$ (engg)naan !a'an !akar +s$l &an (ene!angan ')tan se:ara $legal. Ber&asarkan (r7eks$ $kl$m 7ang &$kel)arkan le' IPCC, s)') (erm)kaan !)m$ akan na$k 1,12C sam(a$ ;,/2C (a&a a!a& ke*41 $n$. Pen$ngkatan s)') !)m$ akan men7e!a!kan na$kn7a (erm)kaan la)t serta !er)!a'n7a +rek)ens$ &an :)ra' ')9an 7ang &a(at !er&am(ak (a&a mel)asn7a ka8asan g)r)n &$ 8$la7a' s)!tr($s. Sala' sat) (en7e!a! &ar$ gl!al 8arm$ng a&ala' men$($sn7a la($san <n 7ang !er&am(ak (a&a t$&ak tersar$ngn7a s$nar )ltra6$let &ar$ mata'ar$ 7ang !er!a'a7a !ag$ kese'atan k)l$t. Men$($sn7a la($san <n sala' sat)n7a &$se!a!kan le' (engg)naan 5ren &alam ke'$&)(an se'ar$*'ar$. 5rean !an7ak &$tem)kan &$ !er!aga$ alat (eralatan r)ma' tangga, :nt'n7a (en&$ng$n r)angan, (en&$ng$n makanan se(ert$ AC &an k)lkas. K)lkas ata) lemar$ (en&$ng$n 7ang k$ta kenal selama $n$ mem()n7a$ !e!era(a km(nen )tamase(ert$ Km(ressr, Kn&ensr, 5$lter, E6a(ratr, T'ermstat, Heater, 5an Mtr,&an Ba'an Pen&$ng$n 7akn$ 5ren. Pen&$ng$n makanan "k)lkas% &$ke'$&)(an &$ke'$&)(an se'ar$*'ar$ sangat !erman+aat, akan teta($ tan(a ke(e&)l$an &alam (eng(eras$an &an (emel$'araann7a, (emel$'ara ann7a, k)lkas 7ang &a')l)n7a !erman+aat !ag$ ke'$&)(an &a(at mengan:am keamanan &an kese'atan k$ta. T$a( )n$t k)lkas k)lkas mem(erg)nakan 5ren. 5ren. 5ren 5ren a&ala' nama &agang &ar$ &ar$ !a'an k$m$a klr=)rkar!n ata) C5C, 7ang &$g)nakan &alam (em!)atan (en&$ng$n makanan "k)lkas%. 5ren 5ren "C5C% mer)(akan (en7e!a! gl!al gl !al 8arm$ng &an 7ang men9a&$ (en7e!a! !an7akn7a (er)!a'an &$ l$ngk)ngan '$&)(, m)la$ &ar$ men$ngkatn7a s)') m)ka !)m$ sam(a$ men:a$rn7a es &$ k)t)!. Sela$n $t) K)lkas mengg)nakan &a7a l$str$k 7ang t$ngg$ &an t$&ak ses)a$ &engan (rgram sa6e energ$ 7ang &$)s)ng (emer$nta'. Keterse&$aan (en&$ng$n&es$gn :(7 :(7 makanan "k)lkas% 7ang aman &an 'emat energ$ mer)(akan +aktr (ent$ng &alam rangka meng)rang$ e+ek gl!al 8arm$ng &an $k)t serta mem!ant) (eran (emer$nta' &alam meng)rang$ kr$s$s energ$ l$str$k. Sala' sat) sl)s$ 7ang &a(at &$lak)kan a&ala' &engan mem!)at lemar$ (en&$ng$n "k)lkas% "k)lkas% tan(a 5ren mengg)nakan (elt$er :ler 7ang rama' l$ngk)ngan &an 'emat energ$. Pelt$er a&ala' m&)l T'erm*Ele:tr$:. Km(nen $n$ &$la($s$ le' keram$k t$($s 7ang !er$s$kan !atang B$sm)t' Tell)r$&e Tell)r$&e &$&alamn7a. Ket$ka &$s)((l7 tegangan DC se!esar 146lt*1>6lt &an ar)s 4*> am(er maka sala' sat) s$s$ akan men9a&$ (anas, sementara s$s$ la$nn7a akan &$ng$n. Sel$s$' s)') &$antara ke&)an7a &a(at men:a(a$ ;-C &an !er!ent)k t$($s, !er)k)ran /?/ :m &engan te!al /mm. Se'$ngga &engan (enera(an
km(nen $n$ !$sa ter:$(ta sat) alat (en&$ng$n r)angan tan(a +ren se!aga$ langka' ke:$l men9aga kelestar$an !)m$ &an men9a&$ sl)s$ ter'a&a( (ermasala'an gl!al 8arm$ng 7ang selama $n$ !an7ak &$se!a!kan le' k)lkas !er+ren.
1.4 R)m)san Masala' Baga$mana mem!)at k)lkas &engan !a'an (en&$ng$n 7ang rama' l$ngk)ngan@ Baga$mana (r$ns$( !a'an (en&$ng$n rama' l$ngk)ngan se'$ngga &a(at men&a(atkan &$ng$n 1.3 T)9)an Ter:$(tan7a k)lkas m$n$ 7ang rama' l$ngk)ngan Meng$&ent$kas$ (r$ns$( k)lkas m$n$ &engan !a'an (en&$ng$n keram$k (elt$er
BAB II T$n9)aan P)staka 1. 1 H)k)m Term&$nam$ka
Dalam kehidupan sehari-hari, termodinamika sangat berperan sangat mempengaruhi kehidupan kita. Dalam prinsip penggunaan kulkas mini dengan pendingin peltier cooler ini memanfaatkan hukum termodinamika. Kita tinjau dari dari hukum pertama, Hukum I Termodinamika menyatakan bahwa energi bersifat kekal, tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain. ada hukum I Termodinamika tidak ada petunjuk adanya arah perubahan dan batasan-batasan yang lain. !da beberapa masalah yang tidak dapat diterangkan pada hukum I Termodinamika antara lain " #.
Dapatkah kalor mengalir dari benda yang dingin ke benda yang lebih panas atau dari benda yang sama suhunya dengan tiba-tiba dapt mengalirkan kalor, sehingga suhu kedua benda
menjadi berbeda. $. Dapatkah energi kalor seluruhnya diubah menjadi energi mekanik atau usaha secara terusmenerus. %. Dapatkah energi diubah sekehendak kita. &. Dapatkah energi kalor seluruhnya diubah menjadi usaha. 'erdasarkan hukum termodinamika #, keempat pertanyaan diatas dapat dilakukan. (amun batasannya adalah hanya dapat dilakukan untuk satu proses atau satu tahan saja. )ehingga untuk
menjawab
pembuatan
kulkas
mini
dengan
memfaatkan
pendingin
peltier
mengggunakan Hukum II Termodinamika. Hukum II Termodinamika membatasi perubahan energi mana yang dapat terjadi dan yang tidak dapat terjadi. embatassan ini dinyatakan dengan berbagai cara, antara lain " #.
Hukum II Termodinamika dalam menyatakan aliran kalor. Kalor mengalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak mengalir secara spontan dalam arah ke balikannya.
$.
Hukum II Termodinamika dalam pernyataan tentang mesin kalor. Tidak mungkin membuat suatu mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-mata menyerap kalor dari sebuah reservoir dan megubah seluruhnya menjadi usaha luar.
%.
Hukum II Termodinamika dalam pernyataan entropi. Total entropi semesta tidak berubah ketika proses reversibel terjadi dan bertambah ketika proses irreversibel terjadi.
2. Keramik Peltier eltier 'entuknya tipis, berukuran & * &cm dengan tebal hanya &mm ini adalah modul Thermo-+lectric, umumnya dibungkus oleh keramik tipis yang berisikan batang batang 'ismuth Telluride di dalamnya. Ketika disupply tegangan D #$olt-#olt salah satu sisi akan menjadi panas, sementara sisi lainnya akan dingin. /ntuk kalangan penggemar 0erlocking komputer, eltier cukup populer digunakan untuk mendinginkan prosesor. !lat ini jg sering digunakan untuk cold air intake pada mobil1motor. 2ungkin yang punya mobil lebih berpengalaman, terutama mobil-mobil 3a44, bahwa tarikan mesin saat malam hari 5cuaca dingin6 akan lebih ringan dibandingkan dengan tarikan mesin saat siang bolong. dengan sedikit merekayasa supaya intake mesin tetap cool, sehingga mendapatkan perbandingan !78 5!ir 7uel 8atio6 yang ideal, nampaknya eltier bisa dicoba. Terkait dengan mesin kalor, pembuatan suatu mesin kalor memanfaatkan lebih dari siklus. /ntuk mencapai keefektifan dan keefisienan penggunaan alat ini.
3. K)lkas M$n$ 7ang Rama' L$ngk)ngan Teknologi termoelektrik bekerja deng an mengonversi energi panas menjadi listrik secara langsung (generator termoelektrik), atau sebaliknya, dari listrik menghasilkan dingin (pendingin termoelektrik). Untuk menghasilkan listrik, material termoelektrik cukup diletakkan sedemikian rupa dalam rangkaian yang menghubungkan sumber panas dan dingin. Dari rangkaian itu akan dihasilkan sejumlah listrik sesuai dengan jenis bahan yang dipakai. Kerja pendingin termoelektrik pun tidak jauh berbeda. Jika material termoelektrik dialiri listrik, panas yang ada di sekitarnya akan terserap. Dengan demikian, untuk mendinginkan udara, tidak diperlukan kompresor pendingin seperti halnya di mesinmesin pendingin konvensional. Jika alat ini ditambahkan dengan alat pengontrol, tentu bisa dikontrol pula suhu yang ingin dicapai oleh sumber panas tersebut, tanpa menggunakan energi dari luar, baik untuk pendinginnya ataupun untuk penghasil listriknya
Termelektr$k a&ala' s)at) (erangkat 7ang &a(at meng)!a' energ$ kalr "(er!e&aan tem(erat)r% men9a&$ energ$ l$str$k se:ara langs)ng. Sela$n $t), termelektr$k 9)ga &a(at mengkn6ers$kan energ$ l$str$k men9a&$ (rses (m(a kalrre+r$geras$. Teknlg$ termelektr$k a&ala' teknlg$ 7ang !eker9a &engan mengkn6ers$ energ$ (anas men9a&$ l$str$k se:ara langs)ng "generatr termelektr$k%, ata) se!al$kn7a, &ar$ l$str$k meng'as$lkan &$ng$n "(en&$ng$n termelektr$k%. Unt)k meng'as$lkan l$str$k, mater$al termelektr$k :)k)( &$letakkan se&em$k$an r)(a &alam rangka$an 7ang meng')!)ngkan s)m!er (anas &an &$ng$n. Dar$ rangka$an $t) akan &$'as$lkan se9)mla' l$str$k ses)a$ &engan 9en$s !a'an 7ang &$(aka$ M&)l Termelektr$k Se!al$kn7a 9$ka m&)l termelektr$k $n$ &$!er$ tegangan maka akan ter9a&$ (er!e&aan tem(erat)r antar (erm)kaan 7ang sat) &engan 7ang la$n. Tegangan $n$ akan me7e!a!kan a&an7a al$ran ar)s 7ang melal)$ !a'an termelektr$k se'$ngga ter9a&$ e+ek (elt$er. 5enmena $n$la' 7ang &$se!)t &engan (m(a kalr. $ka &$!an&$ngkan &engan teknlg$ re+r$geras$ km(res$ )a(, termelektr$k mem$l$k$ !er!aga$ ma:am kele!$'an antara la$n Pemanas ata) (en&$ng$n &a(at &engan m)&a' &$at)r &engan men7es)a$kan ara' ar)sn7a, sangat r$ngkas, t$&ak !er$s$k, t$&ak !)t)' (era8atan k')s)s, t$&ak !)t)' re+r$geran "5ren%, t$&ak a&a getaran. #ala) !aga$mana()n 9)ga, termlektr$k mas$' mem$l$k$ kek)rangan 7a$t) (er+rman7a mas$' ren&a'. Ke!al$kan &ar$ &ar$ e+ek See!e:k, 7a$t) 9$ka &)a lgam 7ang !er!e&a &$sam!)ngkan kem)&$an ar)s l$str$k &$al$rakan (a&a sam!)ngan terse!)t, maka
akan ter9a&$ +enmen&a (m(a kalr. Pr$ns$( $n$la' 7ang &$)g)nakan termelektr$k se!aga$ (en&$ng$n(m(a kalr.
Termeletr$k ter&$r$ &ar$ &)a !)a' !a'an !er!e&a 7ang &$sam!)!ngkan. Mater$al 7ang &$($l$' mem$l$k$ kes$en see!e:k :)k)( t$ngg$. Saat $n$ ke!an7akan termlektr$k mengg)nakan B$sm)t'*Tell)r$&e se!aga$ !a'an (em!)atn7a. "a% Termelektr$k se!aga$ generatr l$str$k "!% Generatr se!aga$ (en&$ng$n(m(a kalr. "S)m!er gam!ar 'tt(888.$&te:'e?.:m% Perangkat m&)l termelektr$k 7ang &$9)al !$asan7a !er!ent)k (lat t$($s. Sala' sat) termeletr$k 7ang &a(at &engan m)&a' k$ta &a(atkan !er)k)ran /- mm ? /- mm &engan kete!alan 3 mm &an ter&a(at &)a !)a' ka!el "!$asan7a mera' &an '$tam%. $ka &$ antara ke&)a (erm)kaan termelektr$k tera(at (er!e&aan tem(erat)r maka tegangan l$str$k &$'as$lkan &an tegangan terse!)t &a(at k$ta )k)r melal)$ &)a ka!el termeletr$k &engan mengg)nakan 6ltmeter. $ka (er!e&aan tem(erat)r :)k)( !esar, maka termelektr$k &a(at me ng'$&)(kan se!)a' lam() LED ke:$l. L$str$k 7ang &$'as$lkan (a&a t'ermele:tr$: generatr a&ala' l$str$k seara' "DC%. !$sa meng'as$lkan (anas ma)()n &$ng$n. Bent)kn7a t$($s, !er)k)ran / ? /:m &engan te!al 'an7a /mm. Km(nen $n$ &$kenal &engan nama PELTIER. Pelt$er $n$ a&ala' m&)l T'erm*Ele:tr$:, )m)mn7a &$!)ngk)s le' keram$k t$($s 7ang !er$s$kan !atang*!atang B$sm)t' Tell)r$&e &$ &alamn7a. Ket$ka &$s)((l7 tegangan DC 146lt*1>6lt sala' sat) s$s$ akan men9a&$ (anas, sementara s$s$ la$nn7a akan &$ng$n. Unt)k kalangan (enggemar O6erCl:k$ng km()ter, (lt$er :)k)( terkenal &$g)nakan se!aga$ (en&$ng$n (rssesr. Nam)n kelema'an Pelt$er a&ala' Ar)s 7ang &$!)t)'kan :)k)( !esar, '$ngga >* am(er agar !$sa !eker9a (t$mal. Pelt$er 9)ga &$g)nakan (a&a Car COOLBOF, 7a$t) (en&$ng$n m$n)man kaleng )nt)k &$ m!$l. Cara ker9a Pelt$er, &engan mem!)at (anas &$sat) s$s$, kem)&$an &$ s$s$ la$n, (anas akan tersera( '$ngga terasa &$ng$n. Be&a s)') antara s$s$ (anas &an &$ng$n !$sa men:a(a$ ;> &era9at Cel:$)s. a&$ a(a!$la k$ta !$sa mem!)at s$s$ (anas seren&a' m)ngk$n, maka s$s$ &$ng$n akan !$sa sangat &$ng$n !a'kan !er!)$' es. Cnt' s$s$ (anas -C "!atas maks$mal 7ang &$(er!le'kan%, maka s$s$ &$ng$n akan 1>C. Dar$ (r$ns$( &$ atas, k$ta !$sa men&$ng$nkan s$s$ (anas &engan memasang s$r$( (en&$ng$n "'eats$nk% !a'kan &$tam!a' k$(as "!l8er+an%. Pr$ns$( ker9a &ar$ (elt$er $t) sen&$r$ a&ala' e+ek see!a:k 7a$t) rangka$an ter&$r$ &ar$ 4 !)a' km(nen 7ang t$&ak se9en$s &an !$la tem(erat)r &ar$ ke&)a !)a' sam!)ngan t$&ak sama, maka akan meng'as$lkan ga7a l$str$k. An&$ k)rn$a. eans :'arles (elt$er ter$ns($ras$ )nt)k mem!)at alat lemar$ (en&$ng$n &engan mengg)nakan !a'an (en&$ng$n 7ang rama' l$ngk)ngan $n$. &$a mem!)at (er:!aan &engan mengal$rkan (a&a s)a !)a' lgam 7ang &$rekatkan &alam se!)a' rangka$an.
/. Pr$ns$( Ker9a M$n$ &engan Ba'an Pen&$mg$n Rama' L$ngk)ngan Pr$!s$( ker9a &ar$ elemen (elt$er a&ala' !er&asarkan (a&a e+ek see!a:k, 7a$t) !$la &)a !)a' lgam 7ang t$&ak se9en$s &an !$la tem(erat)r*tem(erat)r &ar$ ke&)a lgam tersen)t t$&ak sama, maka akan a&a ga7a l$str$k. Dar$ e+ek see!a:k $n$ mem!er$kan $ns($ras$ (a&a 9ean :'arles (ert$er )nt)k mel$'at ke!al$kan &an (engg)naan &ar$ +enmena terse!)t. D$a mengal$rkan l$str$k (a&a &)a !)a' lgam 7ang &$rekatkan &alam se!)a' rangka$an. Ket$ka ar)s l$str$k &$al$rkan ter9a&$ (en7era(an (anas (a&a sam!)ngan ke&)a lgam terse!)t &an (ele(asan (anas (a&a 7ang la$nn7a. Pele(asan &an (en7era(an sal$ng !er!al$k ket$ka ara' (lar$tas sal$ng &$!al$k. Penem)an $n$ ter9a&$ (a&a ta')n 13/ 7ang kem)&$an &$kenal &engan e+ek (elt$er. Ke&)a e+ek $n$ kem)&$an men9a&$ &asar (engem!angan &alam teknlg$ termk(el. Pelt$er &a(at &$man+aatkan se!aga$ elemen (en&$ng$n. Pelt$er $n$ mer)(akan elemen 7ang rama' l$ngk)ngan &an mem$l$k$ ;> (er!an&$ngan (anas &enga l$ngk)ngann7a. Alat $n$ 9g ser$ng &$g)nakan )nt)k :l& a$r $ntake (a&a m!$lmtr. M)ngk$n 7ang ()n7a m!$l le!$' !er(engalaman, ter)tama m!$l*m!$l a<<, !a'8a tar$kan mes$n saat malam 'ar$ ":)a:a &$ng$n% akan le!$' r$ngan &$!an&$ngkan &engan tar$kan mes$n saat s$ang !lng. Na'... &engan se&$k$t mereka7asa s)(a7a $ntake mes$n teta( :l, se'$ngga men&a(atkan (er!an&$ngan A5R "A$r 5)el Rat$% 7ang $&eal, nam(akn7a Pelt$er !$sa &$:!a.
