HALAMAN PENGESAHAN
iii
RINGKASAN
Salah satu jenis mesin pendingin yang umum digunakan pada zaman sekarang Salah
“
adalah mesin pendingin kompresi uap. Namun penggunaan refrigeran ternyata tidak ramah lingkungan. lingkungan. Karena dapat merusak lapisan lapisan ozon di atmosfer bumi, juga berdampak terhadap pemanasan global. Penggunaan modul termoelektrik (elemen peltier) menjadi teknologi alternatif untuk menjawab permasalahan ini. Karena
penggunaan
modul
termoelektrik
ramah
lingkungan,
mudah
perawatannya, dan tidak ada komponen yang bergerak. Pada penelitian ini bertujuan untuk memperoleh suhu dingin -5 oC pada kotak pendingin, maka susuanan modul termoelektrik disusun secara cascade. Pada cooling box juga dilakukan konveksi paksa menggunkan fan sebagai alat bantu pendinginan sisi panas dan sisi dingin modul termoelektrik. Penelitian dilakukan memvariasikan input daya, dan jumlah peltier terhadap COP cooling box portable.
”
iv
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ i RINGKASAN ........................................................................................................ ii DAFTAR ISI......................................................................................................... iii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ iv DAFTAR TABEL ..................................................................................................v DAFTAR NOTASI ............................................................................................... vi 1. JUDUL
….
.......................................................................................................... 1
2. LATAR BELAKANG ........................................................................................1 3. RUMUSAN MASALAH ....................................................................................2 4. TUJUAN PENELITIAN....................................................................................2 5. BATASAN MASALAH .....................................................................................2 6. TINJAUAN PUSTAKA .....................................................................................3
6.1 Sejarah Termoelektrik ................................................................................. 12 6.2 Pendingin Termoelektrik ............................................................................... 4 6.3 Elemen Peltier ............................................................................................... 7 6.4 Parameter Termoelektrik ............................................................................... 9 7. METODOLOGI PENELITIAN ....................................................................12
7.1 Prosedur Penelitian...................................................................................... 12 7.2 Waktu dan Tempat ...................................................................................... 13 7.3 Alat dan Bahan ............................................................................................ 13 7.4 Skema Instalasi ............................................................................................ 14 8. JADWAL PENELITIAN ................................................................................15 9. BIAYA ..............................................................................................................17 10. DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................18 11. LAMPIRAN....................................................................................................18
iii
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 6.1 Efek Seebeck ………………………….……..…………………….. 3 Gambar 6.2 Efek Peltier …………………………………..…………..……….... 4 Gambar 6.3 Skema Pendinginan Termoelektrik…………...……………...….… 5 Gambar 6.4 Heatsink ………………………………..…………...……...…...….. 6 Gambar 6.5 Jenis Pendinginan Termoelektrik………………………..…..…….. 6 Gambar 6.6 Struktural element Peltier ……………………..………….……...…7 Gambar 6.7 Prinsip kerja Element Pltier …………………..………………….…8 Gambar 7.1 Tahap Penelitian………………………………..………….………. 12 Gambar 7.2 Skema instalasi………………………………..…………………… 15
iv
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 7.1 Rencana Jadwal Penelitian……………………………………….…... 16 Tabel 8.1 Rencana Anggaran Biaya Penelitian…………………………….…… 17
v
DAFTAR NOTASI
∆T = Selisih suhu ( 0C) ∆T= Selisih suhu (oC) ∆x= Tebal penampang permukaan (m) A= Luas permukaan (m 2) h= Koefisien konveksi (W/m2.K) K = Konduktivitas termal (W/m.K) Q = Kalor yang diserap (W) Q = Kalor yang diserap (W) V = Tegangan (volt). COP = efisiensi. Th = Temperatur sisi panas (°C). Tamb = Temperatur ambient (°C). O = Tahanan termal (°C/watt). Qh = Jumlah kalor yang dilepas disis panas termoelektrik (watts). Qc = Jumlah kalor yang diserap dari sisi dingin (watts ). Pin = the electrical input power to the thermoelectric (watts). α = Koeefisien seebeck (Volt /°C) I = Arus (amp) R = Tahanan termal termoelektrik (ohm) K t = Konduktivitas termal modul termoelektrik (W/°C)
vi
1.
JUDUL
Analisa performansi Thermoelectric Cooling Box Portable menggunakan element Peltier dengan susunan cascade.
2.
LATAR BELAKANG
Alat pemanas pendingin merupakan kebutuhan manusia yang utama. Pemakaiannya pun terus meningkat sekarang. Namun, alat pemanas pendingin yang ada masih berukuran besar. Sedangkan, teknologi di zaman ini mulai beralih ke teknologi yang lebih sederhana, seperti: monitor ke LCD, komputer ke Laptop, dll (Hendy,2011). Pendinginan sudah lama dikenal sebagai salah satu metode untuk mempertahankan
mutu bahan pangan. Umur simpan bahan pangan untuk
dikonsumsi dapat diperpanjang dengan penurunan suhu, karena dapat menurunkan aktivitas enzimatik dan reaksi kimiawi oleh mikroba. Salah satu jenis mesin pendingin yang umum digunakan pada zaman sekarang adalah mesin pendingin kompresi uap. Namun penggunaan refrigeran terutama yang mengandung Klor (Cl) seperti Freon atau CFC, ternyata tidak ramah lingkungan. Zat-zat tadi selain dapat merusak lapisan ozon di atmosfer bumi, juga berdampak terhadap pemanasan global. Selain itu, di masa mendatang diperkirakan kebutuhan energi akan semakin meningkat, sehingga diperlukan suatu energi alternatif yang dapat dimanfaatkan untuk menjalankan suatu sistem pendinginan (Peri Permana, 2010). Cooling box merupakan sebuah alat yang bisa digunakan untuk menyimpan bahan-bahan yang memerlukan kondisi dingin seperti makanan, minuman, vaksin, darah dan lain sebagainya. Untuk sebuah cool box portable yang mempunyai keterbatasan dalam ruang, berat, dan dayanya (Sugianto, 2008). Pendingin termoelektrik merupakan salah satu yang bisa menjadi alternatif teknologi pendingin selain sistim vapor compression yang masih memanfaatkan refrigerant . Dibandingkan dengan teknologi kompresi uap yang menggunakan refrigerant sebagai media penyerap kalor, teknologi pendingin termoelekrik relatif lebih ramah lingkungan, tahan lama dan bisa digunakan dalam skala besar dan kecil (I Putu Alit Putra, 2012).
1
3.
RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan sebelumnya, maka perlu dirancangnya sebuah cooling box portable menggunakan elemen peltier dengan susunan cascade yang bertujuan untuk memperoleh suhu dibawah 0 oC pada suhu ruang cooling box, dan akan mati otomatis ketika suhu yang telah diatur untuk menghemat energi aki yang menjadi sumber arus dari thermoelectric cooling box portable. Pendingin termoelektrik memang belum bisa menyamai pendingin sistem kompresi uap karena koefisien performa dari pendingin termoelektrik lebih rendah daripada pendingin sistem kompresi uap. Namun untuk pendinginan berukuran kecil, pendingin termoelektrik menjadi lebih baik karena modul pendingin yang berukuran kecil, tidak berisik, perawatan mudah. Maka perlu dirancang sebuah alat yang hemat energi dan ramah lingkungan.
4.
TUJUAN PENELITIAN
Tujuan penelitian ini adalah: 1) Merancang dan membuat cooling box portable menggunakan elemen peltier dengan susunan cascade. 2) Mengetahui parameter dalam penggunaan modul termoelektrik. 3) Mengetahui variasi nilai input daya, jumlah penggunaan modul termoelektrik terhadap COP pada cooling box portable.
5.
BATASAN MASALAH
Masalah yang dibahas dalam penelitian ini dibatasi oleh beberapa hal sebagai berikut: 1) Jenis termoelektrik yang digunakan TEC1-12706 berukuran 40 x 40 x 3.9 mm dengan susunan cascade. 2) Pengukuran dilakukan dengan memvariasikan input daya pada modul termoelektrik.
2
3) Pengukuran dilakukan dengan memvariasikan jumlah element peltier yang digunakan. 4) Struktural dan material dari elemen peltier tidak diteliti lebih lanjut. 5) Heatsink yang digunakan berjumlah 2 buah dan berbahan alumunium. 6) Fan yang digunakan berjumlah 3 buah dengan spesifikasi 12V dan Arus 0.23A. 7) Sumber arus dari accumulator schum DC 12V yang rechargeable.
6.
TINJAUAN PUSTAKA
6.1 Sejarah Termoelektrik Fenomena termoelektrik pertama kali ditemukan tahun 1821 oleh ilmuwan Jerman, Thomas Johann Seebeck. Ia menghubungkan tembaga dan besi dalam sebuah rangkaian. Ketika salah satu sisi logam yang dihubungkan dipanaskan, pada saat yang bersamaan terdapat arus yang mengalir pada sebuah rangkaian yang tertutup. Dan ketika rangkaian di putuskan terdapat beda potensial yang dihasilkan. Fenomena tersebut kemudian dikenal dengan efek Seebeck.
Gambar 6.1 Efek Seebeck (Cengel, 2005)
Penemuan Seebeck ini memberikan inspirasi pada Jean Charles Peltier untuk melihat kebalikan dari fenomena tersebut. Dia mengalirkan listrik pada dua buah logam yang direkatkan dalam sebuah rangkaian. Ketika arus listrik dialirkan, terjadi penyerapan panas pada sambungan kedua logam tersebut dan pelepasan panas pada sambungan yang lainnya. Pelepasan dan penyerapan panas ini saling berbalik begitu arah arus dibalik. Penemuan yang terjadi pada tahun 1934 ini
3
kemudian dikenal dengan efek Peltier. Efek Seebeck dan Peltier inilah yang kemudian menjadi dasar pengembangan teknologi termoelektrik (Cengel, 2005).
Gambar 6.2 Efek Peltier (Cengel, 2005)
6.2 Pendingin termoelektrik Aplikasi termoelektrik telah digunakan diberbagai bidang, tidak hanya sebagai pendingin tetapi juga sebagai pembangkit daya, sensor energi termal maupun digunakan pada bidang militer, ruang angkasa, instrumen, biologi, medikal, dan industri serta produk komersial lainnya. Aplikasi termoelektrik sebagai alat pendingin terdiri dari aplikasi untuk mendinginkan peralatan elektronik, air conditioner maupun lemari pendingin. Penggunaan termoelektrik juga diaplikasikan pada tutup kepala sebagai pendingin kepala. Pada dunia otomotif juga telah dikembangkan termoelektrik intercooler . Aplikasi termoelektrik sebagai pembangkit daya dibagi menjadi 2 bagian sebagai pembangkit daya rendah dan pembangkit daya tinggi. Aplikasi pembangkit daya rendah meliputi pemanfaatan panas tubuh manusia untuk menjalankan jam tangan, sedangkan pembangkit daya tinggi pada termoelektrik
4
memanfaatkan panas dari sisa panas buang yang dihasilkan dari industri maupun pemanfaatan sisa panas dari pembakaran bahan bakar (Yudhi Pri, 2011).
Gambar 6.3 Skema pendingin termoelektrik (www.tellurex.com)
Berdasarkan karakteristik thermoelectric yaitu dengan memanfaatkan beda temperatur, maka untuk memperoleh suhu dingin menadi lebih dingin harus membuat sisi panas menjadi sedingin mungkin agar suhu yang targetkan tercapai. Oleh karena perlu tambahan alat untuk mendinginkan sisi panas seperti heatsink dan fan sebagai pendingin konveksi paksa. Heatsink adalah suatu alat yang berfungsi untuk membantu memindahkan kalor dalam suatu sistem. Komponen utama dari heatsink adalah fin (sirip). Yaitu suatu luasan yang biasanya tersusun secara struktur dengan memiliki ketebalan dan jarak tersendiri. Pertanyaan yang sering muncul dalam pemilihan heatsink adalah apakah dipilih dengan sirip yang rapat atau sirip banyak spasi/ruang untuk daerah basis yang diberikan. Sebuah heatsink dengan sirip rapat akan memiliki luas permukaan yang lebih besar untuk perpindahan panas tetapi koefisien perpindahan panas yang lebih kecil karena hambatan termal ekstra dengan adanya penambahan sirip yang menggambarkan aliran fluida melalui saluran antar sirip. Heatsink dengan sirip luas spasi, di sisi lain, akan memiliki koefisien perpindahan panas yang lebih tinggi, tetapi luas permukaan yang lebih kecil. Penambahan coldsink juga dilakukan dengan tujuan untuk mampu menangkap kalor yang terdapat pada tengan-tengah pendingin dikarenakan cukup luasnya lemari pendingin.
5
Gambar 6.4 Heatsink (www.electronics-cooling.com)
Ada tiga jenis perpindahan kalor konveksi pada heatsink yaitu natural convection, forced convection, dan
liquid-cooled . Tahanan termal bervariasi
tergantung tipe dan ukuran heatsink yang digunakan pada sebuah natural convection efisiensinya lebih rendah dari pada liquid-cooled . Yang umum digunakan pada pendingin termoelektrik yaitu forced convection dimana nilai tahanan termalnya berkisar antara .10°/W to 0.5°/W.
Berikut beberapa jenis
pendinginan termolektrik terlihat seperti gambar dibawah berikut.
Gambar 6.5 Jenis pendinginan termoelektrik (www.wordpress.com)
6
Keunggulan dari teknologi termoelektrik pada mesin pendingin dari teknologi lainnya adalahi: a) Pendingin Termoelektrik tidak memiliki bagian yang bergerak, dan karena itu kebutuhan pemeliharaan tidak terlalu penting. b) Pengujian ketahanan telah menunjukkan kemampuan perangkat untuk thermoelectric melebihi 100.000 jam operasi yang stabil. c) Tidak adanya zat yang merusak limgkungan seperti chlorofluorocarbons. d) Pendingin Termoelektrik tidak bergantung pada posisi. e) Arah panas pemompaan dalam sistem thermoelectric sepenuhnya dapat dibatalkan.
dengan
mengubah
polaritas
dari
DC power
supply
menyebabkan panas yang akan dipompa ke arah-yang dingin kemudian dapat menjadi panas (Saptaji, 2013).
6.3 Element Peltier Element peltier atau pendingin termoelektrik (thermoelectric cooler ) adalah alat yang dapat menimbulkan perbedaan suhu antara kedua sisinya jika dialiri arus listrik searah pada kedua kutub materialnya, dalam hal ini semikonduktor. Dalam hal pendingin, keuntungan utama dari elemen peltier tidak adanya bagian
yang bergerak
atau
cairan
yang bersikulasi, dan
ukurannya kecil serta bentuknya mudah direkayasa. Sedangkan kekurangannya terletak pada faktor efisiensi daya yang rendah dan biaya perancangan sistem yang masih relatif mahal.
Gambar 6.6 Struktural element peltier (www.tec-microsystems.com)
7
Gambar 6.6 menunjukkan element
peltier serangkaian
dua
tipe
semikonduktor (tipe yang dihubungkan secara seri). Pada setiap sambungan antara dua tipe semikonduktor tersebut dihubungkan dengan konduktor yang terbuat
dari tembaga. Interkoneksi konduktor tersebut
diletak masing di
bagian atas dan di bagian bawah semikonduktor. Konduktor bagian atas ditujukan untuk membuang kalor dan konduktor bagian bawah ditujukan untuk menyerap kalor. Pada kedua bagian interkoneksi ditempelkan pelat yang terbuat dari keramik. bertujuan untuk memusatkan kalor yang berasal dari konduktor.
Gambar 6.7 Prinsip Kerja element peltier (www.tec-microsystems.com)
Prinsip kerja termoelektrik adalah berdasarkan efek peltier, yaitu ketika arus DC dialirkan ke elemen peltier yang terdiri dari beberapa pasang semikonduktor tipe P (yaitu semikonduktor yang mempunyai tingkat energi yang lebih rendah) dan tipe N (yaitu semikonduktor dengan tingkat energi yang lebih tinggi) akan menyebabkan salah satu sisi elemen peltier menjadi dingin (kalor diserap) dan sisi lain menjadi panas (kalor dilepas) dan sebaliknya jika arah arus dibalik (Dogar, 2013). Aliran elektron dari semikonduktor tipe P yang memiliki tingkat energi lebih rendah, menyerap kalor di bagian yang didinginkan lalu elektron mengalir menuju
semikonduktor
tipe
N
melalui
konduktor
penghubung
yang
permukaannya (Tc) akan mengalami penurunan suhu. Kalor yang diserap akan berpindah melalui semikonduktor bersamaan dengan pergerakan elektron ke sisi
8
panas modul (Th). Pada kondisi ideal, jumlah kalor yang diserap pada sisi dingin dan dilepas pada sisi panas bergantung pada koefisien Peltier dan arus listrik yang digunakan. Pada saat dioperasikan jumlah kalor yang diserap pada sisi dingin akan berkurang dikarenakan dua faktor, yaitu kalor yang terbentuk pada material semikonduktor dikarenakan perbedaan suhu antara sisi dingin dan sisi panas modul (conducted heat ) dan Joule Heat yang nilainya akan sama dengan kuadrat dari arus listrik yang digunakan. Sehingga pada kondisi apapun kesetimbangan termal yang terjadi karena efek Peltier pada sisi dingin akan sama dengan jumlah kalor yang terbentuk pada semikonduktor dijumlahkan dengan 1 ½ Joule heat (Ratna, 2012).
6.4 Parameter Termoelektrik Perpindahan panas yang terjadi secara konduksi berarti perpindahan panas tanpa diikuti oleh perpindahan dari molekul benda tersebut. Konduksi dikatakan sebagai transfer energi dari sebuah benda yang memiliki energi yang cukup besar menuju benda yang memiliki energi yang rendah. Persamaan yang digunakan untuk perpindahan kalor konduksi dikenal dengan Hukum Fourier, yaitu :
(6.1)
Dimana : Q = Kalor yang diserap (W) K = Konduktivitas termal (W/m.K) ∆T = Selisih suhu ( 0C) ∆x= Tebal penampang permukaan (m) A= Luas permukaan (m 2)
Nilai minus (-) dalam persamaan diatas menunjukkan bahwa kalor selalu berpindah kearah temperatur yang lebih rendah. Dari persamaan diatas terlihat bahwa penyerapan kalor berbanding terbalik dengan jarak. Dari segi konduksi yang terjadi yaitu terjadi penambahan ketebalan akibat peletakan coldsink yang dipasang tepat bersentuhan langsung dengan sisi dingin peltier. Berdasarkan 9
persamaan konduksi diatas juga penambahan ketebalan akan mengurangi penyerapan kalor yang terjadi. Sedangkan untuk persamaan konveksi dapat dilihat dibawah ini: Q = h.A.∆T
(6.2)
Dimana : Q = Kalor yang diserap (W) h= Koefisien konveksi (W/m2.K) ∆T= Selisih suhu (oC)
Dari persamaan diatas dapat dilihat bahwa bertambahnya luas permukaan (A) sebanding dengan jumlah kalor yang diserap. Penambahan cold sink berarti terjadi penambahan luas permukaan dari segi konveksi yaitu terjadi penambahan luas daerah serapan kalor yaitu coldsink . Penambahan cold sink juga dilakukan dengan tujuan untuk mampu menangkap kalor yang terdapat pada tengan-tengah pendingin (Dogar, 2013) . Pengaplikasian termoelektrik yang tepat, bergantung pada tiga parameter. Parameter ini yaitu temperatur permukaan panas (T h), temperatur permukaan dingin (Tc), dan heat load yang diserap permukaan dingin (Q c). Sisi panas termoelektrik yaitu sisi dimana terjadinya pelepasan kalor ketika arus DC dialirkan. Temperatur sisi panas dapat dihitung dengan persamaan 6.1 dan 6.2 (Huang, 1999). Th = Tamb + (O) (Qh)
(6.3)
Dimana Th = Temperatur sisi panas (°C). Tamb = Temperatur ambient (°C). O = Tahanan termal (°C/watt).
Dan Qh = Qc + Pin
(6.4)
10
Qh = α.I. Th + I2.R - K t (Th – Tc)
(6.5)
Qc = α.I. Tc - I2.R - K t (Th – Tc)
(6.6)
Dimana Qh = Jumlah kalor yang dilepas disis panas termoelektrik (watts). Qc = Jumlah kalor yang diserap dari sisi dingin (watts) . Pin = the electrical input power to the thermoelectric (watts). α = Koeefisien seebeck (Volt /°C) I = Arus (amp) R = Tahanan termal termoelektrik (ohm) K t = Konduktivitas termal modul termoelektrik (W/°C)
Pada dasarnya kapasitas pendinginan dipengaruhi oleh arus dan pada voltase yang stabil yakni di 12V, 24V dll. Pengurangan 5-10%
akan mengoptimalkan
pendinginan (Deltron, 2014). Untuk menghitung Tegangan, input power dan COP pada sebuah termoelektrik yaitu : V = α (Th – Tc) + I.R
(6.7)
Pin = α.I. (Th – Tc) + I2.R
(6.8)
COP =
=
=
(6.9)
Dimana V = Tegangan (volt). COP = efisiensi.
11
7.
METODOLOGI PENELITIAN
7.1 Prosedur Penelitian Penelitian ini dilakukan dengan beberapa tahapan yang dapai dilihat pada diagram alir Gambar 6.1 Mulai
Study Literature
Penyediaan Komponen-komponen Alat
Assembly thermoelectric cooling portable
Pengujian Alat dan Pengambilan Data
Analisis Data Hasil Pengujian dan Kesimpulan
Selesai Gambar 7.1 Tahapan Penelitian
Tahapan-tahapan pengerjaan yang dilakukan dalam pelaksanaan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Tahap Study Literatur Tahapan ini merupakan proses pembelajaran bahan-bahan dan pendalaman pemahaman terhadap konsep yang berkaitan dengan materi bahasan yang berasal dari buku-buku, jurnal penelitian, dan situs-situs internet.
12
2. Tahap Penyedian Komponen dan Alat Tahapan ini dilakukan menyediakan komponen-komponen thermoelectric cooling portable dan alat-alat yang digunakan untuk merakit komponenkomponen tersebut mulai dari survey harga dan pembelian. 3. Tahap Assembly thermoelectric cooling box portable Tahapan
ini
merupakan
perakitan
komponen-komponen
komponen
thermoelectric cooling portable sesuai perencanaan alat yang telah dilakukan sebelumnya. 4. Tahap Pengujian Alat dan Pengambilan Data Tahapan ini melakukan pengujian alat dengan memvariasikan input daya, penggunaan variasi jumlah modul termoelektrik dan mengambil data yang diperlukan berupa temperature ruang kotak pendingin (Suwit, 2010). 5. Tahap Analisi Data Pengujian dan Kesimpulan Tahapan ini data yang diperoleh akan ditabulasikan dan dilakukan perhitungan sesuai perinsip-prinsip termodinamika, selanjutnya ditabelkan dan diplot dalam berbagai grafik. Dari tabel dan grafik
tersebut akan
dilakukan analisa yang menggambarkan karakteristik thermoelectric cooling portable. Dari Analisa dapat ditarik kesimpulan dari semua proses yang dilakukan dan dari hasil yang didapatkan.
6.2 Waktu dan Tempat Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Perawatan Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Riau dari bulan Februari 2014 s/d Juni 2014.
6.3 Alat dan Bahan Alat ukur yang digunakan dam perakitan alat thermoelectric cooling box portable meliputi: 1. Alat ukur temperature, menggunakan thermocouple digital. 2. Alat ukur tegangan dan arus listrik, menggunakan clamp meter.
13
Pemilihan komponen berdasarkan hrga yang terjangkau, mudah didapat, namun dapat mencapi tujuan utama dari alat ini. Alat dan komponen yang digunakan untuk merakit thermoelectric cooling box portable meliputi: 1. Element peltier tipe TEC-12706 (40 x 40 x 4 mm) 2. Heatsink 2 buah (600 x 60 mm) 3. Fan 2 buah (12V dan 0.23A) 4. Cooling box 5. Thermal grease 6. Papan PCB 7. Timah 8. Solder 9. LED 3 buah 10. Switch on/off 3 buah dan Switch power 1 buah 11. Resistor 12 buah 12. Kabel 1 gulung 13. Dioda 12 buah 14. Pengontrol suhu 15. Accumulator 12V
6.4 Skema Instalasi Thermoelectric cooling box portable yang akan dibuat dengan menyusun elemen peltier secara cascade. Susuanan ini bertujuan untuk menurunkan sisi panas modul termoelektrik 1 dengan cara mendinginkan sisi panas modul termoelektrik 1 menggunakan sisi dingin modul termoelektrik 2 (Haidar, 2011). Untuk menurunkan suhu cooling box maka sisi panas pada modul termoelektrik 2 dipasang heatsink dan fan. Sedangkan pada sisi dingin modul termoelektrik 1 dipasang heatsink dan fan sebagai konveksi paksa untuk memaksimalkan suhu dingin pada cooling box. Pada cooling box digunakan pengontrol suhu agar ketika suhu yang telah diset tercapai, maka secara otomatis mesin mati, hal ini berguna untuk menghemat energi.
14
Berikut skema instalasi thermoelectric cooling box portable : Force convection
eltier Block alumunium
insulation
an heat sink
Force convection
Cool box
Gambar 6.2 skema instalasi
15
7. JADWAL PENELITIAN
Tabel 7.1 Rencana Jadwal Penelitian No
Pelaksanaan Bulan ke-n
Kegiatan
Feb-14
1
Study Literatur
2
Penyediaan komponen Alat
3
Assembly thermoelectric cooling portable
4
Pengujian Alat dan Pengambilan Data
5
Analisa Data Hasil Pengujian dan Kesimpulan
6
Seminar dan Publikasi
Mar-14
Apr-14
Mei-14
Jun-14
Jul-14
16
8. BIAYA
Penelitian ini membutuhkan dana yang dapat dilihat pada Tabel 8.1 Tabel 8.1 Rencana Anggaran Biaya Penelitian Bahan Utama Pembuatan Alat No
Uraian pengunaan
Volume
Biaya Satuan (Rp)
Jumlah (Rp)
1
Element peltier
6 unit
50.000,-/ unit
300.000,-
2
Fan
3 unit
22.500,-/ unit
67.500,-
3
Heatsink
2 unit
95.000,-/ unit
190.000,-
4
Box
1 unit
300.000,-/ unit
300.000,-
5
Aki
1 unit
250.000,-/ unit
250.000,-
6
Kabel
1 gulung
15.000,-/ gulung
15.000,-
7
Dioda
12 unit
200,-/ unit
2.400,-
8. BIAYA
Penelitian ini membutuhkan dana yang dapat dilihat pada Tabel 8.1 Tabel 8.1 Rencana Anggaran Biaya Penelitian Bahan Utama Pembuatan Alat No
Uraian pengunaan
Volume
Biaya Satuan (Rp)
Jumlah (Rp)
1
Element peltier
6 unit
50.000,-/ unit
300.000,-
2
Fan
3 unit
22.500,-/ unit
67.500,-
3
Heatsink
2 unit
95.000,-/ unit
190.000,-
4
Box
1 unit
300.000,-/ unit
300.000,-
5
Aki
1 unit
250.000,-/ unit
250.000,-
6
Kabel
1 gulung
15.000,-/ gulung
15.000,-
7
Dioda
12 unit
200,-/ unit
2.400,-
8
LED
3 unit
150,-/ unit
450,-
9
Timah
2m
5.000,-/ m
5.000,-
10
Resistor
12 unit
100,-/ unit
12.000,-
11
Switch power
1 unit
2500,-/ unit
2500,-
12
Switch on/off
3 unit
2500,-/ unit
7500,-
13
Pengontrol suhu
1 unit
100.000,-/ unit
100.000,-
14
Papan pcb
1 unit
35.000,-/ unit
35.000,-
15
Thermal grease
3 unit
3000,-/ unit
9000,-
Total I
1.296.350,-
Seminar dan Publikasi 1 2
Konsumsi Seminar Hasil Print Out Skripsi dan Jilid
@ 30 Org @ 6 Rangkap
10.000,-/ org
300.000,-
100.000,/rangkap
600.000,-
Total II
900.000,-
Total I & II
2.196.350,-
17
10. DAFTAR PUSTAKA
Deltron
inc.
2014.
Introduction
of
Thermoelectric
delconec.com/introduction-of-thermoelectric-coolers.html
Coolers.
(Diakses pada
tanggal 11 Januari 2014). Electronic Cooling. 2014. Thermoelectric Coolers Basics. http://www.electroniscooling.com/future-trend-heatsink.html (Diakses pada tanggal 11 Januari 2014). Haidar, S, Issac, I, Singleton, T. 2011. Thermoelectric Cooling Using Peltier Cells in Cascade. Edmonton: University of Alberta. Hendy, Tanty marbun, Hogla. 2011. Pembuatan Alat Pemanas-Pendingin Makanan
dan
Minuman
Portabel
Hemat
Energi
Berbasiskan
Termoelektrik. Bandung : Institut Teknologi Bandung. Huang, B.J, Chin, C.J, Duang, C.L. 1999. A Design of Thermoelectric Cooler . International Journal Refrigeration 23 (2000): 208-218. Jugsujinda, Suwit, Vora-ud, Athorn, Seetawan, Tosawat. 2010. Analyzing of Thermoelectric Refrigerator Performance. Proc. 2nd International Science, Sosical-Science, Engineering and Energy Conference. Thailand. pp (2010):154-159. Official blog research of Universitas Indonesia. 2014. Applied heat transfer. http://www.appliedheattransfer.wordpress.com/termoelektrik.html (Diakses pada tanggal 23 Desember 2013). Peri Permana, 2010. Sistem Pendinginan Termoelektrik di Dunia Pertanian. http://wwwicanhearsweblog.blogspot.com/Sistem-Pendinginan Termoelektrik-di-Dunia-Pertanian-Icanhear's-Weblog.html (Diakses pada tanggal 28 Desember 2013). Pri, Yudhi. 2011. Pendingin Termoelektrik (Energi panas menjadi listrik).. http://www.yudhipri.blogspot.com/pendingin-termoelektrik.html (Diakses 28 Desember 2013). Putut, I Alit Putra, 2012. Pendingin Termoelektrik (Thermoelectric Cooler ). http://www.alitputra.blogspot.com/pendingin-termoelektrik-
18
termoelectric.html (Diakses 28 Desember 2013). Saptaji.
2013.
Termoelektrik,
satu
langkah
meuju
http://www.saptaji.com/termoelektrik-cooling-BTS.html
green
BTS.
(Diakses pada
tanggal 23 Desember 2013). Sary, Ratna, Zaki Mubarak, Amir. 2012. Kaji eksperimental perpindahan panas pada lemari penyimpan darah portable dengan memanfaatkan efek peltier. Jurnal Teknik Mesin Universitas Syiah Kuala Volume 1 nomor 2. ISSN : 2301-8224. Situmerang, Dogar, Syuhada, Ahmad. 2013. Kaji system peralatan penyerapan kalor pada kotak penyimpan darah. Jurnal Teknik Mesin Universitas Syiah Kuala Volume 1 nomor 3. ISSN : 2301-8224. TEC
Microsystems
GmbH.
2014.
Thermoelectric
Coolers
Basics.
http://www.tec-microsystems.com/thermoelectric-coolers-basics.html (Diakses pada tanggal 11 Januari 2014). Tellurex
Coorporation.
2014.
Introduction
of
Thermoelectric.
http://www.tellurex.com/Introduction-of-thermoelektrik.html
(Diakses
pada tanggal 11 Januari 2014). Yunus A, Cengel. 2005. Thermodynamics an EngineeringApproach 5 th Edtion. Mc Graw Hill, Amerika.
11.
Lampiran
Nama
: M.Akmal
Nim
: 0907114118
Jurusan
: Teknik Mesin – S1
Tempat/Tgl Lahir : Pekanbaru/20 Maret 1991 Alamat
: Jl. Limbungan, Rumbai
No Hp
: 081326622191
Email
:
[email protected]
19