i

i

KOTAK PENDINGIN

BERBASIS THERMOELECTRIC

TUGAS AKHIR

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

Mencapai derajat Sarjana S-1

Program Studi Teknik Mesin

Jurusan Teknik Mesin

Diajukan oleh:

ANDREAS WAHYU JATMIKO

095214061

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2014

ii

ii

TUGAS AKHIR

KOTAK PENDINGIN

BERBASIS THERMOELECTRIC

Disusun oleh:

ANDREAS WAHYU JATMIKO

095214061

Telah disetujui oleh :

Yogyakarta, 2 April 2014

Pembimbing Utama

Ir. PK. Purwadi, M.T.

iii

iii

KOTAK PENDINGIN

BERBASIS THERMOELECTRIC

Dipersiapkan dan disusun oleh

ANDREAS WAHYU JATMIKO

095214061

Telah dipertahankan di depan Panitia Penguji pada tanggal 19 Maret 2014

dan dinyatakan telah lulus memenuhi syarat.

Susunan Panitia Penguji:

Nama Tanda Tangan

Ketua : RB. Wihadi, S.T., S.Si ..............................................

Sekretaris : Doddy Purwadianto,S.T., M.T. ..............................................

Anggota : Ir. PK. Purwadi, M.T. ..............................................

Yogyakarta, 4 April 2014

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma

Dekan

Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si, M.Sc.

iv

iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Dengan ini penulis menyatakan bahwa Tugas Akhir dengan judul Kotak

Pendingin Berbasis Thermoelectric ini tidak terdapat karya yang sama yang

pernah diajukan oleh suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan penulis

juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh

orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan

dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 6 Maret 2014

Andreas Wahyu Jatmiko

v

v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : Andreas Wahyu Jatmiko

Nomor Mahasiswa : 095214061

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

Kotak Pendingin Berbasis Thermoelectric

Beserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikian saya memberikan kepada

Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan

dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data,

mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media

lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun

memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai

penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta, 6 Maret 2014

Yang menyatakan

Andreas Wahyu Jatmiko

vi

vi

ABSTRAK

Kotak pendingin merupakan salah satu kebutuhan bagi manusia untuk

menyimpan makanan, minuman, sayur, buah, daging dan sebagainya. Dalam

bidang kedokteran, kotak pendingin digunakan sebagai pendingin darah dan obat-

obatan atau vaksin. Sistem pendingin yang umum digunakan sekarang ini

menggunakan zat refrigeran atau Freon/CFC (Chlor Fuoro Carbon) yang kurang

ramah lingkungan dan berbiaya mahal. Untuk memenuhi kebutuhan akan lemari

pendingin yang murah dan ramah lingkungan maka diperlukan adanya sebuah

pendingin alternatif. Salah satu pendingin alternatif yang telah banyak digunakan

saat ini adalah termoelektrik.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk a) memperoleh nilai temperatur sisi

dingin termoelektrik terendah yang dapat dihasilkan dari waktu ke waktu, b)

memperoleh nilai temperatur sisi panas termoelektrik tertinggi yang dihasilkan

dari waktu ke waktu, c) memperoleh nilai temperatur udara di dalam kotak dari

waktu ke waktu, d) memperoleh nilai temperatur beban di dalam kotak pendingin

yang dihasilkan dari waktu ke waktu, e) memperoleh harga COP masing-masing

kotak pendingin.

Kotak pendingin yang dirancang memiliki kapasitas 6 liter. Sumber daya dari

adaptor dengan output tegangan bervariasi 12V – 36V DC6A. Material ruang

pendingin dari bahan plastik, dengan alat pembuang kalor berupa heatsink fan.

Variasi yang dilakukan pada jumlah termoelektrik yang digunakan. Pengambilan

data dilakukan dengan memasang voltmeter, amperemeter dan termokopel pada

posisi yang telah ditentukan kemudian tiap-tiap alat ukur akan menampilkan data.

Data kemudian dicatat dan siap diolah. Data-data yang telah dicatat kemudian

diolah menggunakan program Ms Excel yang dapat menghasilkan bentuk grafik.

Dengan bentuk grafik, pembahasan dan pengambilan kesimpulan dapat dilakukan

dengan mudah.

Kesimpulan dalam penelitian ini diperoleh setelah melakukan pembahasan

dan analisis dari data-data hasil penelitian dengan mengacu pada tujuan

penelitian. Dari hasil penelitian didapatkan : a) Nilai temperatur sisi dingin

terendah yaitu 16,1°C dihasilkan pada kotak pendingin dengan jumlah

termoelektrik 1 (satu) buah. b) Nilai temperatur sisi panas tertinggi yaitu 63,4 °C

dihasilkan pada kotak pendingin dengan jumlah termoelektrik 3 (tiga) buah. c)

Nilai temperatur udara terendah di dalam kotak pendingin yaitu 22,4°C dihasilkan

pada kotak pendingin dengan jumlah termoelektrik 2 (dua) buah. d) Nilai

temperatur beban terendah di dalam kotak pendingin dari waktu ke waktu yaitu

22,7°C dihasilkan pada kotak pendingin dengan jumlah termoelektrik 2 (dua)

buah. Harga COP untuk kotak pendingin dengan 1 termoelektrik adalah 0,0093,

harga COP untuk kotak pendingin dengan 2 termoelektrik adalah 0,0078 dan

Harga COP untuk kotak pendingin dengan 3 termoelektrik adalah 0,0026.

Kata kunci: pendingin, termoelektrik

vii

vii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas

berkat dan rahmatNya penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir

dengan judul “KOTAK PENDINGIN BERBASIS THERMOELECTRIC” ini

dengan baik.

Tugas Akhir ini disusun dan diajukan sebagai salah satu syarat untuk

mendapatkan gelar Sarjana S-1 di Program Studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan

Teknologi di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Penulis mengucapkan terima kasih atas segala dukungan dan bantuan

sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik, kepada :

1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si, M.Sc. selaku Dekan Fakultas Sains

dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta

2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta

sekaligus selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir.

3. Dosen dan staff Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma.

4. Laboran di Lab. Perpindahan Kalor Teknik Mesin, Fakultas Sains dan

Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

5. Romo T. Agus Sriyono SJ, M.Hum., M.A. selaku Direktur ATMI Surakarta.

6. Albertus Murdianto, M.Pd. selaku Kepala Sekolah SMK Katolik St. Mikael

Surakarta.

7. Petrus Chrisologus Wisnu Haryanto, S.Pd., M.M. selaku Wakil Kepala

Sekolah IV Bidang Kurikulum Praktik SMK Katolik St. Mikael Surakarta.

8. Ayahanda dan Ibunda tercinta alm. Vincentius Muryanto dan Theresia Astuti

yang tiada jemu selalu memberikan doa dan dukungan juga adik-adik dan

keponakan-keponakan yang selalu mengubah penat menjadi kegembiraan.

9. Istriku tercinta yang selalu setia dan sabar menemaniku.

viii

viii

10. Teman-teman mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta khususnya angkatan 2009

dari SMK Mikael Surakarta.

11. Berbagai pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu di sini.

Semoga Tuhan berkenan memberikan berkatNya yang melimpah kepada

semua pihak yang telah memberikan perhatian, dukungan dan doa, sehingga

penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Dengan kerendahan

hati penulis memohon saran dan kritik untuk perbaikan Tugas Akhir ini, sehingga

karya ini dapat sungguh-sungguh bermanfaat bagi banyak pihak dan bagi dunia

pendidikan teknik mesin di Indonesia.

Yogyakarta, 6 Maret 2014

Penulis

ix

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ....................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ iii

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .................................. iv

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ................... v

ABSTRAK .................................................................................................. vi

KATA PENGANTAR .................................................................................... vii

DAFTAR ISI .................................................................................................. ix

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ........................................................................................... xv

DAFTAR NOTASI ......................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1

1.2 Tujuan dan Manfaat .................................................................................. 5

1.2.1. Tujuan ..................................................................................................... 5

1.2.2. Manfaat ................................................................................................... 6

1.3 Batasan Masalah ....................................................................................... 6

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA .......................... 8

2.1 Dasar Teori ............................................................................................... 8

2.1.1 Sejarah Penemuan Termoelektrik ......................................................... 8

2.1.2 Material Termoelektrik ......................................................................... 10

2.1.3 Prinsip Kerja Termoelektrik ................................................................. 11

2.1.4 Perpindahan Kalor Pada Kotak Pendingin ........................................... . 14

2.1.4.1 Perpindahan Kalor Konduksi ............................................................... 14

2.1.4.1.1.Konduktivitas Termal .......................................................................... 15

2.1.4.2 Perpindahan Kalor Konveksi ............................................................... 17

2.1.4.2.1.Perpindahan Kalor Konveksi Bebas .................................................... 18

2.1.4.2.2 Bilangan Rayleight .............................................................................. 19

2.1.4.2.3 Bilangan Nusselt (Nu) ......................................................................... 19

x

x

2.1.4.2.4 Perpindahan Kalor Konveksi Paksa .................................................... 20

2.1.5 Sirip (fin) .................................................................................................. 21

2.1.5.1 Efektivitas Sirip ................................................................................... 23

2.1.6 Kipas ...................................................................................................... 25

2.1.7 Catu Daya (Power Supply) ..................................................................... 26

2.1.7.1 Tipe Catu Daya ................................................................................... 26

2.1.8 Daya, Kuat Arus dan Tegangan ............................................................. 31

2.1.8.1 Tegangan ............................................................................................ 33

2.1.9 Koefisien Performa (COP) Sistem .......................................................... 33

2.2 Tinjauan Pustaka ...................................................................................... 34

BAB III PERANCANGAN DAN PERAKITAN ALAT ........................... 36

3.1 Perancangan Alat dan Pemilihan Komponen ............................................ 36

3.1.1 Kotak Ruang Pendingin ....................................................................... . 37

3.1.2 Termoelektrik ...................................................................................... .. 38

3.1.3 Heatsink fan dan coldsink fan ............................................................... 38

3.1.4 Power Supply ....................................................................................... . 40

3.1.5 Diagram Alat ....................................................................................... .. 41

3.2 Perakitan Alat .......................................................................................... .. 41

3.3 Spesifikasi Teknis .................................................................................... .. 45

BAB IV METODOLOGI PENELITIAN .................................................... 46

4.1 Alat Yang Diuji ........................................................................................ . 46

4.2 Skematik Kotak Pendingin ....................................................................... . 46

4.3 Variasi Penelitian ....................................................................................... 47

4.4 Cara Pengambilan Data ............................................................................ . 48

4.4.1 Peralatan-peralatan ................................................................................ . 49

4.4.2 Langkah-langkah Pengambilan Data .................................................... .. 50

4.5 Cara Pengolahan Data .............................................................................. . 51

4.6 Cara Menyimpulkan Penelitian ................................................................ . 51

BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ............................. . 52

5.1 Hasil Penelitian ........................................................................................ .. 52

5.1.1 Data hasil pengujian kotak pendingin dengan 1 termoelektrik ... ........... 52

xi

xi

5.1.2 Data hasil pengujian kotak pendingin dengan 2 termoelektrik... ............ 54

5.1.3 Data hasil pengujian kotak pendingin dengan 3 termoelektrik... ............ 57

5.2 Pembahasan ................................................................................................. 60

5.2.1 Perbandingan perjalanan suhu udara di dalam ruang, suhu sisi dingin

termoelektrik, suhu sisi panas termoelektrik dan suhu beban di dalam

kotak pendingin dari waktu ke waktu ...................................................... 60

5.2.2 Harga COP sistem pendingin .................................................................. 64

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 66

6.1 Kesimpulan ......................................................................................... 66

6.2 Saran ................ ......................................................................................... 67

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 68

LAMPIRAN ...................................................................................................

xii

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Contoh pendingin CPU Komputer Berbasis Termoelektrik ......... 2

Gambar 1.2 Pendingin Vaksin Berbasis Termoelektrik ................................... 2

Gambar 1.3 Jam Tangan Seiko Thermic .......................................................... 3

Gambar 2.1 Modul Termoelektrik .................................................................... 12

Gambar 2.2 Skema Aliran Peltier ..................................................................... 12

Gambar 2.3 Arah aliran elektron pada modul termoelektrik ............................ 13

Gambar 2.4 Perpindahan Kalor Konduksi........................................................ 15

Gambar 2.5 Laju Perpindahan Kalor ................................................................ 17

Gambar 2.6 Aliran Fluida pada Bidang Datar .................................................. 21

Gambar 2.7 Fin pada prosesor komputer ......................................................... 22

Gambar 2.8 Sirip pada mesin sepeda motor ..................................................... 23

Gambar 2.9 Contoh Sirip .................................................................................. 23

Gambar 2.10 Heatsink dari bahan tembaga ...................................................... 24

Gambar 2.11 Sirip berbahan dasar aluminium ................................................. 25

Gambar 2.12 Viscous fan ................................................................................. 25

Gambar 2.13 Electric fan .................................................................................. 26

Gambar 2.14 Baterei ......................................................................................... 27

Gambar 2.15 Pengisi Baterei/Battery charger ................................................. 28

Gambar 2.16 Catu daya teregulasi/regulated power supply ............................. 28

Gambar 2.17 Power supply computer .............................................................. 29

Gambar 2.18 UPS Digital ................................................................................. 30

Gambar 3.1 Kotak Pendingin ........................................................................... 37

Gambar 3.2 Termoelektrik ............................................................................... 38

Gambar 3.3 Heatsink dan coldsink ................................................................... 39

Gambar 3.4 Fan ................................................................................................ 39

Gambar 3.5 Coldsinkfan dan heatsinkfan ........................................................ 40

Gambar 3.6 Adaptor ......................................................................................... 40

Gambar 3.7 Diagram Alat ................................................................................ 41

xiii

xiii

Gambar 3.8 Bagian tutup kotak pendingin yang telah dibuat lubang .............. 42

Gambar 3.9 Heatsinkfan yang telah dipasang pada bagian luar dari tutup

kotak pendingin ............................................................................. 43

Gambar 3.10 Termal paste dioleskan pada termoelektrik dan heatsink ........... 43

Gambar 3.11 Coldsinkfan dipasang pada bagian dalam dari tutup kotak

pendingin.................................................................................... 44

Gambar 3.12 Kotak pendingin yang telah selesai dibuat tampak dari luar ...... 44

Gambar 3.13 Kotak pendingin yang telah selesai dibuat tampak dari dalam .. 45

Gambar 4.1 Skema kotak pendingin 1 peltier .................................................. 46

Gambar 4.2 Skema kotak pendingin 2 peltier .................................................. 47

Gambar 4.3 Skema kotak pendingin 3 peltier .................................................. 47

Gambar 4.4 Instalasi pengambilan data............................................................ 48

Gambar 4.5 Adaptor dengan variasi besar tegangan ....................................... 49

Gambar 4.6 Multitester ..................................................................................... 49

Gambar 4.7 Termokopel ................................................................................... 50

Gambar 5.1 Suhu udara di dalam kotak pendingin dari waktu ke waktu ......... 53

Gambar 5.2 Suhu sisi dingin termoelektrik dari waktu ke waktu .................... 53

Gambar 5.3 Suhu sisi panas termoelektrik dari waktu ke waktu ..................... 54

Gambar 5.4 Suhu beban di dalam kotak pendingin dari waktu ke waktu ........ 54

Gambar 5.5 Suhu udara di dalam kotak pendingin dari waktu ke waktu ......... 55

Gambar 5.6 Suhu sisi dingin termoelektrik dari waktu ke waktu .................... 56

Gambar 5.7 Suhu sisi panas termoelektrik dari waktu ke waktu ..................... 56

Gambar 5.8 Suhu beban di dalam kotak pendingin dari waktu ke waktu ........ 57

Gambar 5.9 Suhu udara di dalam kotak pendingin dari waktu ke waktu ......... 58

Gambar 5.10 Suhu sisi dingin termoelektrik dari waktu ke waktu .................. 58

Gambar 5.11 Suhu sisi panas termoelektrik dari waktu ke waktu ................... 59

Gambar 5.12 Suhu beban di dalam kotak pendingin dari waktu ke waktu ...... 59

Gambar 5.13 Perbandingan suhu udara di dalam kotak pendingin dari wak- ..

tu ke waktu ................................................................................. 60

Gambar 5.14 Perbandingan suhu sisi dingin termoelektrik dari waku ke waktu 61

Gambar 5.15 Perbandingan suhu sisi dingin termoelektrik dari waku ke waktu 62

xiv

xiv

Gambar 5.16 Perbandingan suhu beban di dalam kotak pendingin termoe-

lektrik dari waku ke waktu ......................................................... 62

xv

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Katalog TEC .................................................................................... 11

Tabel 2.2 Nilai Konduktivitas Termal, Kalor Jenis, Massa Jenis bahan ........ 16

Tabel 2.3 Konstanta C untuk persamaan (2.9) ................................................. 20

Tabel 2.4 Konstanta n untuk persamaan (2.10) ................................................ 20

Tabel 3.1 Daftar Komponen Kotak Pendingin ................................................ 36

Tabel 5.1 Data hasil pengujian kotak pendingin dengan 1 termoelektrik ........ 52

Tabel 5.2 Data hasil pengujian kotak pendingin dengan 2 termoelektrik ........ 55

Tabel 5.3 Data hasil pengujian kotak pendingin dengan 3 termoelektrik ........ 57

xvi

xvi

DAFTAR NOTASI

Tc = temperatur sisi dingin termoelektrik °C

Th = temperatur sisi panas termoelektrik °C

Tbeban = temperatur beban di dalam kotak pendingin °C

Tudara = temperatur udara di dalam kotak pendingin °C

Truang = temperatur udara di dalam kotak pendingin °C

TE = termoelektrik

I = kuat arus ampere

V = tegangan volt

A = kuat arus ampere

AC = alternating current

DC = direct current

ΔT = perubahan temperatur, °C

T = temperatur, °C

t = waktu detik

V = volume, m3

ml = satuan volume (milliliter)

W = satuan daya watt

Qh = kalor yang dilepaskan oleh sisi panas termoelektrik watt

Qc = kalor yang diserap sisi dingin termoelektrik watt

P = daya watt

q = laju aliran kalor watt

xvii

xvii

k = konduktivitas thermal W/m.C

A = luas permukaan tegak lurus laju aliran kalor m2

Δx = tebal benda m

T1 = temperatur permukaan 1 °C

T2 = temperatur permukaan 2 °C

RT = tahanan termal C/W

k = Konduktifitas termal, W/m°C

Cp = Kalor jenis air yang mengalir pada tekanan tetap J/kg.oC

ρ = Densitas atau massa jenis kg/m3

h = koefisien perpindahan kalor konveksi W/m²˚C

Ts = suhu permukaan benda ˚C

Tf = suhu fluida ˚C

g = percepatan gravitasi m/s2,

L = dimensi karateristik m

𝑣 = viskositas kinematik m2/s

β = koefisien ekspansi volume (𝐾−1) = 1

ν(δν/δ1), µ = 1/T (khusus gas ideal),

, T adalah suhu mutlak

Tf = suhu fluida °C

Tw = suhu dinding °C

Ra = bilangan rayleight

Nu = bilangan Nusselt

Pr/Gr = bilangan Prandtl / Grashof

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Lemari es merupakan salah satu kebutuhan bagi manusia. Dalam kehidupan

sehari-hari manusia membutuhkan alat pendingin seperti lemari es atau kulkas untuk

menyimpan makanan, minuman, sayur, buah, daging dan sebagainya. Dalam bidang

yang lain, seperti dunia kedokteran misalnya, alat pendingin digunakan sebagai

pendingin darah dan obat-obatan atau vaksin.

Sistem pendingin yang umum digunakan sekarang ini menggunakan zat

refrigeran atau Freon/CFC (Chlor Fuoro Carbon) yang kurang ramah lingkungan

dan berbiaya mahal. Untuk memenuhi kebutuhan akan lemari pendingin yang murah

dan ramah lingkungan maka diperlukan adanya sebuah pendingin alternatif. Salah

satu pendingin alternatif yang telah banyak digunakan saat ini adalah dengan

mempergunakan termoelektrik.

Aplikasi termoelektrik telah digunakan di berbagai 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. Beberapa contoh pemanfaatan termolektrik

di beberapa negara di dunia dipergunakan di bidang komputer, di bidang kesehatan

dan di peralatan jam.

Dalam dunia komputer, modul termoelektrik digunakan untuk mendinginkan

CPU komputer.

2

Gambar 1.1 Contoh Pendingin CPU Komputer Berbasis Termoelektrik

Dalam bidang kedokteran dan kesehatan, modul termoelektrik diaplikasikan

pada sebuah kotak penyimpan darah portabel yang mudah dibawa kemana-mana,

bahkan dapat digunakan untuk membawa darah hingga ke daerah terpencil.

Gambar 1.2 Pendingin Vaksin Berbasis Termoelektrik

Perusahaan Seiko Co Ltd. memasang jam termoelektrik sejak tahun 1998 dengan

nama Seiko Thermic. Jam tangan ini memanfaatkan perbedaan suhu tubuh dan suhu

sekitarnya. Bahan yang digunakan adalah bismuth-tellurium yang mampu

menghasilkan listrik sebesar 0,2 mV/°C. Jika 1000 buah material tersebut dipasang

3

seri, akan menghasilkan tegangan sebesar 0,2 V dalam setiap perbedaan 1°C. Untuk

itu Seiko membuat sebuah unit pembangkit listrik yang terdiri atas 10 unit modul

termoelektrik yang masing-masing berisi 100 kawat mikro. Dari setiap unit inilah

akan dihasilkan energi listrik sebesar 0,15 V untuk mengisi baterei lithium pada jam

tersebut.

Gambar 1.3 Jam Tangan Seiko Thermic

Teknologi termoelektrik telah lama dikembangkan namun belum banyak orang

yang mengetahui. Oleh karena itu penelitian terkait modul termoelektrik ini masih

sangat terbuka lebar untuk mendukung kebutuhan manusia, khususnya tentang

sistem pendingin yang praktis dan ramah lingkungan. Beberapa penelitian dan

pembuatan ruang pendingin telah dilakukan oleh Gardara AD (2012) dan Susanto

TA (2012). Gardara AD melakukan penelitian ruang pendingin dengan

mempergunakan modul termoelektrik tanpa beban, sedangkan Susanto TA membuat

alat pendingin dengan modul termoelektrik.

Teknologi termoelektrik memiliki banyak kelebihan, di antaranya :

1) Ukuran dapat dibuat dalam skala kecil maupun besar.

4

2) Sangat sedikit ruang yang diperlukan oleh sistem pendinginan.

3) Pendingin termoelektrik tidak memiliki bagian yang bergerak, oleh karena itu

tidak menimbulkan suara berisik, dan juga kebutuhan pemeliharaan tidak terlalu

penting.

4) Pendingin termoelektrik lebih ramah lingkungan, karena tidak menggunakan

freon.

5) Dapat dibawa kemana-mana dengan mudah (portable).

6) Tidak memerlukan banyak komponen tambahan.

Adapun kerugian dari sistem pendingin dengan menggunakan modul

termoelektrik yaitu :

1) Parameter material termoelektrik dilihat dari besar figure of merit suatu material.

Idealnya, material termoelektrik memiliki konduktivitas listrik tinggi dan

konduktivitas panas yang rendah. Namun kenyataannya sangat sulit mendapatkan

material seperti ini, karena umumnya jika konduktivitas listrik suatu material

tinggi, konduktivitas panasnya pun akan tinggi. Material yang banyak digunakan

saat ini adalah Bi2Te3, PbTe, dan SiGe. Saat ini Bi2Te3 memiliki figure of merit

tertinggi. Namun, karena terurai dan teroksidasi pada suhu di atas 500 °C,

pemakaiannya masih terbatas. Rendahnya figure of merit ini menyebabkan

rendahnya efisiensi konversi yang dihasilkan, di mana saat ini efisiensinya masih

berkisar di bawah 10 persen.

2) Adanya kondensasi pada suhu tertentu.

Dari beberapa kelemahan di atas mengakibatkan pendingin termoelektrik hanya

efektif pada aplikasi untuk objek pendinginan dan daya yang kecil.

5

Dalam tugas akhir ini dilakukan perancangan sistem pendingin ruangan dengan

menggunakan modul termoelektrik yang selanjutnya disebut dengan kotak

pendingin. Fitur yang dimiliki oleh kotak pendingin ini adalah : sistem tidak

menggunakan zat refrigeran sehingga lebih ramah lingkungan. Alat dibuat

menyerupai kulkas berukuran mini yang dikhususkan untuk mendinginkan makanan

atau minuman dalam kapasitas kecil. Penelitian dilakukan dengan menggunakan

kotak pendingin berkapasitas 6 liter, modul termoelektrik seri TEC-12706, sirip

panas dan sirip dingin, kipas sisi panas dan sisi dingin serta menggunakan sumber

arus listrik DC dari adaptor.

Dalam penelitian ini dilakukan variasi jumlah termoelektrik, yaitu 1, 2 dan 3.

Parameter yang diukur adalah temperatur sisi dingin termoelektrik (TC), temperatur

sisi panas termoelektrik (Th), temperatur udara dalam kotak (Tudara), temperatur

beban di dalam kotak pendingin (Tbeban), arus masukan dari sumber DC (I), tegangan

masukan dari sumber DC (V).

1.2. Tujuan dan Manfaat

1.2.1. Tujuan

Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk :

1) Memperoleh nilai temperatur sisi dingin termoelektrik dihasilkan dari waktu ke

waktu.

2) Memperoleh nilai temperatur sisi panas termoelektrik dihasilkan dari waktu ke

waktu.

3) Memperoleh nilai temperatur udara di dalam kotak pendingin dari waktu ke

waktu.

6

4) Memperoleh nilai temperatur beban di dalam kotak pendingin dari waktu ke

waktu.

5) Memperoleh harga COP masing-masing kotak pendingin.

1.2.2. Manfaat

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberi manfaat antara lain :

1) Memberikan sumbangan pengetahuan tentang termoelektrik.

2) Menambah daftar kepustakaan tentang termoelektrik yang lebih mendalam dan

bervariasi.

3) Melatih dan mengembangkan kreatifitas dalam berpikir bagi penulis serta

mengemukakan gagasan secara sistematis dan ilmiah.

4) Memberikan kontribusi bagi para peneliti lain yang melakukan penelitian terkait

pemanfaatan termoelektrik.

1.3. Batasan masalah

Untuk memperjelas ruang lingkup permasalahan dan perhitungan-perhitungan

yang dilakukan, maka pada pembuatan peralatan penelitian diambil batasan-batasan :

1) Penelitian I menggunakan 1 (satu) buah termoelektrik, sumber tegangan arus DC

(adaptor) dengan tegangan 12V dan arus maksimal 6A, 1 (satu) buah kipas sisi

panas dan 1 (satu) buah kipas sisi dingin, heatsink pada sisi panas dan coldsink

pada sisi dingin termoelektrik.

2) Penelitian II menggunakan 2 (dua) buah termoelektrik, sumber tegangan arus

DC (adaptor) dengan tegangan 24V dan arus maksimal 6A, 1 (satu) buah kipas

sisi panas dan 1 (satu) buah kipas sisi dingin, heatsink pada sisi panas dan

coldsink pada sisi dingin termoelektrik.

7

3) Penelitian III menggunakan 3 (tiga) buah termoelektrik, sumber tegangan arus

DC (adaptor) dengan tegangan 36V dan arus maksimal 6A, 1 (satu) buah kipas

sisi panas dan 1(satu) buah kipas sisi dingin, heatsink pada sisi panas dan

coldsink pada sisi dingin termoelektrik.

4) Modul termoelektrik berjumlah lebih dari satu disusun secara seri.

5) Pendinginan terjadi dengan beban 1 (satu) buah minuman dalam kaleng

berukuran 375 ml.

8

BAB II

DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

Bab II terbagi ke dalam 2 (dua) bagian, yaitu Dasar Teori dan Tinjauan Pustaka.

Pada bagian dasar teori menjelaskan tentang teori-teori dasar terkait teknologi

termoelektrik, sedangkan pada bagian tinjauan pustaka memaparkan tentang hasil-

hasil penelitian tentang termoelektrik yang sudah ada.

2.1. Dasar Teori

Bagian ini menjelaskan tentang sejarah penemuan termoelektrik, material

termoelektrik, prinsip kerja termoelektrik serta teori-teori dasar terkait teknologi

termoelektrik

2.1.1. Sejarah Penemuan Termoelektrik

Termoelektrik pertama kali ditemukan oleh Thomas Johann Seebeck, seorang

ilmuwan Jerman, pada tahun 1821. Ia menghubungkan tembaga dan besi dalam

sebuah rangkaian, dimana di antara kedua logam tersebut diletakkan sebuah jarum

kompas. Jarum kompas tersebut kemudian bergerak ketika salah satu sisi logam

dipanaskan dan sisi logam yang lainnya didinginkan. Bergeraknya jarum kompas

tersebut disebabkan karena perbedaan temperatur yang terjadi, sehingga timbul aliran

listrik pada logam dan menimbulkan medan magnet. Medan magnet inilah yang

menyebabkan jarum kompas bergerak. Fenomena tersebut kemudian dikenal dengan

sebutan efek Seebeck, yang kemudian digunakan sebagai prinsip pengukuran

temperatur dengan termokopel.

Jean Charles Peltier , seorang ilmuwan Perancis, kemudian terinspirasi untuk

melihat kebalikan dari fenomena penemuan Seebeck ini pada tahun 1834. Arus listrik

9

dialirkan pada dua buah logam yang disambungkan dalam sebuah rangkaian dan

mengakibatkan beda temperatur di kedua sambungan. Penemuan yang terjadi pada

tahun 1934 ini kemudian dikenal dengan efek Peltier. Efek Seebeck dan Peltier inilah

yang kemudian menjadi dasar pengembangan teknologi termoelektrik. Setelah itu

perkembangan termoelektrik tidak diketahui dengan jelas sampai kemudian

dilanjutkan oleh WW Coblenz pada tahun1913 yang menggunakan tembaga dan

constantan (campuran nikel dan tembaga). Dengan efisiensi sebesar 0,008 persen,

sistem yang dibuat oleh Coblenz tersebut berhasil membangkitkan listrik sebesar 0,6

mW.

AF Loffe melanjutkan lagi dengan bahan-bahan semi konduktor dari golongan

II-V, IV-VI, V-VI yang saat itu mulai berkembang. Hasilnya cukup mengejutkan,

dimana efisiensinya meningkat menjadi 4 persen. Loffe membuat satu lompatan

besar dimana ia berhasil menyempurnakan teori yang berhubungan dengan material

termoelektrik. Teori Loffe dibukukan pada tahun1956 yang kemudian menjadi

rujukan para peneliti hingga saat ini.

Penelitian termoelektrik muncul kembali tahun 1990-an setelah sempat

menghilang selama hampir 5 dasawarsa karena efisiensi konversi yang tidak

bertambah. Setidaknya ada 3 alasan yang mendukung kemunculan ini. Pertama, ada

harapan besar ditemukannya material termoelektrik dengan efisiensi yang tinggi,

yaitu sejak ditemukannya material superconduktor High-Tc (ceramic) pada awal

tahun 1986 yang selama ini tidak diduga. Kedua, sejak awal 1980-an, teknologi

material berkembang pesat dengan kemampuan menyusun material tersebut dalam

level nano. Ketiga, pada awal tahun 1990-an, tuntutan dunia tentang teknologi yang

10

ramah lingkungan sangat besar. Ini memberikan imbas kepada teknologi

termoelektrik sebagai sumber energi .

2.1.2. Material termoelektrik

Banyak aplikasi lain penggunaan energi termoelektrik yang sedang

dikembangkan saat ini, seperti pemanfaatan perbedaan panas di dasar laut dan di

darat, atau pemanfaatan panas bumi. Kesulitan terbesar dalam pengembangan energi

ini adalah mencari material termoelektrik yang memiliki efisiensi konversi energi

yang tinggi.

Parameter pemilihan material termoelektrik dilihat dari besar figure of merit

suatu material. Idealnya, material termoelektrik memiliki konduktivitas listrik tinggi

dan konduktivitas panas yang rendah. Namun kenyataannya sangat sulit

mendapatkan material seperti ini, karena pada umumnya jika konduktivitas listrik

suatu material tinggi maka konduktivitas panasnya juga akan tinggi.

Material yang banyak digunakan saat ini adalah Bismuth Telluride (Bi2Te3),

Lead Telluride (PbTe) dan Silicon-Germanium) SiGe. Saat ini Bi2Te3 memiliki

figure of merit tertinggi. Namun karena terurai dan teroksidasi pada suhu di atas

500°C, pemakaiannya masih terbatas. Rendahnya figure of merit ini menyebabkan

rendahnya efisiensi konversi energi yang dihasilkan, dimana saat ini efisiensinya

masih berkisar di bawah 10 persen. Namun penelitian ini masih terus berkembang,

apalagi setelah Yamaha Co. Ltd berhasil menaikkan figure of merit sebesar 40

persen dari yang sudah ada selama ini. Spesifikasi dari modul termoelektrik dapat

dilihat pada Tabel 2.1.

11

Tabel 2.1 Katalog TEC

TYPE COUPLES

Imax

(A)

Umax

(V)

Qomax (w)

ΔT=0

ΔTmax(°C)

Qc=0

DIMENSIONS

(mm) R

Weight =27 g L W H

TEC1-12703

127

3

15,4

25,7 69 40 40 4,9 3,42

TEC1-12704 4 35,6 69 40 40 4,5 3,02

TEC1-12705 5 44,5 69 40 40 4,2 2,40

TEC1-12706 6 55,3 69 40 40 3,8 1,98

TEC1-12707 7 62,2 69 40 40 3,6 1,70

TEC1-12708 8 71,1 69 40 40 3,4 1,50

TEC1-12709 9 80,1 69 40 40 3,4 1,35

TEC1-12710 10 88,9 69 40 40 3,2 1,08

2.1.3. Prinsip Kerja Termoelektrik

Prinsip kerja pendingin termoelektrik berdasarkan efek peltier, yaitu ketika arus

DC dialirkan ke elemen peltier yang terdiri dari beberapa pasang sel semikonduktor

tipe p (semikonduktor yang mempunyai tingkat energi yang lebih rendah) dan tipe n

(semikonduktor dengan tingkat energi yang lebih tinggi), akan mengakibatkan salah

satu sisi elemen peltier menjadi dingin (kalor diserap) dan sisi lainnya menjadi panas

(kalor dilepaskan). Hal yang menyebabkan sisi dingin elemen peltier menjadi dingin

ádalah mengalirnya elekton dari tingkat energi yang lebih rendah pada

semikonduktor tipe p ke tingkat energi yang lebih tinggi yaitu semikonduktor tipe n.

Supaya elektron tipe p yang mempunyai tingkat energi yang lebih rendah dapat

mengalir maka elektron menyerap kalor yang mengakibatkan sisi tersebut menjadi

dingin. Sedangkan pelepasan kalor ke lingkungan terjadi pada sambungan sisi panas,

dimana elektron mengalir dari tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat energi yang

lebih rendah.

12

Gambar 2. 1 Modul Termoelektrik

Gambar 2.2 Skema aliran peltier

(gambar diambil dari edge.rit.edu)

Seperti ditunjukkan pada Gambar 2.1 dan Gambar 2.2, penyerapan kalor dari

lingkungan terjadi pada sisi dingin kemudian dibuang pada sisi panas dari modul

13

peltier. Dengan demikian nilai kalor yang dilepaskan pada sisi panas sama dengan

nilai kalor yang diserap ditambah dengan daya yang diberikan ke modul.

Qh = Qc + Pin (2.1)

Pada persamaan (2.1) :

Qh = kalor yang dilepaskan pada sisi panas (watt)

Qc = kalor yang diserap pada sisi dingin (watt)

Pin = daya input (watt)

Pada Gambar 2.3, elektron mengalir dari semikonduktor pada tipe p yang

kekurangan energi, menyerap kalor pada bagian yang didinginkan kemudian

mengalir ke semikonduktor tipe n. Semikonduktor tipe n yang kelebihan energi

kemudian membuang energi tersebut ke lingkungan kemudian ke semikonduktor

tipe p dan seterusnya.

Gambar 2.3 Arah aliran elektron pada modul termoelektrik

(sumber : www.bkbelektrocnics.com)

14

2.1.4. Perpindahan kalor pada kotak pendingin

Perpindahan kalor adalah peristiwa terjadinya aliran kalor pada suatu zat akibat

dari adanya perbedaan suhu. Proses perpindahan kalor terjadi dalam 3 cara, yaitu

secara konduksi, konveksi dan radiasi. Perpindahan kalor yang terjadi pada kotak

pendingin adalah dengan cara konduksi dan konveksi. Perpindahan kalor secara

konduksi terjadi pada dinding ruang pendingin, sedangkan perpindahan kalor secara

konveksi terjadi pada permukaan sirip (heatsink) dengan udara bebas.

2.1.4.1. Perpindahan kalor konduksi

Proses perpindahan kalor secara konduksi atau hantaran pada suatu benda adalah

proses perpindahan kalor tanpa diikuti oleh perpindahan molekul dari benda tersebut.

Proses perpindahan kalor konduksi dapat juga dikatakan sebagai transfer energi dari

sebuah benda yang memiliki energi yang lebih besar menuju ke benda lain yang

memiliki energi yang lebih kecil.

Persamaan yang digunakan untuk mengukur besarnya kalor yang dipindahkan

dikenal dengan Hukum Fourier, yaitu :

𝒒 = −𝒌.𝑨𝐓𝟐−𝐓𝟏

∆𝐱= = 𝒌.𝑨

𝐓𝟏−𝐓𝟐

∆𝐱 =

𝚫𝐓

𝐑𝐭 (2.2)

Untuk mencari nilai tahanan termal dari suatu material padat digunakan

persamaan (2.3).

RT=Δx

kA (2.3)

Pada persamaan (2.2) dan (2.3) :

q = laju aliran kalor (watt)

k = konduktivitas thermal (W/m.C)

15

A = luas permukaan tegak lurus laju aliran kalor (m2)

Δx = tebal benda (m)

T1 = temperatur permukaan 1 (C)

T2 = temperatur permukaan 2 (C)

RT = tahanan termal (C/W)

Gambar 2.4. Perpindahan Kalor Konduksi

2.1.4.1.1. Konduktivitas termal

Dengan persamaan (2.2) kita dapat melaksanakan pengukuran dalam percobaan

untuk menentukan konduktivitas termal berbagai bahan. Untuk gas-gas pada suhu

yang agak rendah, pengolahan analisis teori kinetik gas dapat dipergunakan untuk

meramalkan secara teliti nilai – nilai yang diamati dalam percobaan.

16

Nilai konduktivitas beberapa bahan disajikan dalam Tabel 2.2. Laju kalor dan

nilai konduktivitas termal itu menunjukkan berapa cepat kalor dapat mengalir dalam

bahan tertentu.

Tabel 2.2 Nilai Konduktivitas Termal, Kalor Jenis, Massa Jenis beberapa bahan (J.P.

Holman, 1995, hal. 8)

Bahan

Konduktivitas

Termal

k

Kalor

Jenis

Cp

Massa

Jenis

ρ

W/m˚C J/kg˚C kg/m3

Logam

Perak (murni)

Tembaga (murni)

Al (murni)

Nikel (murni)

Besi (murni)

Baja Karbon 1 % C

410

385

202

93

73

43

234

383,1

896

445,9

452

473

10470

8900

2700

8890

7840

7830

Bukan

Logam

Kuarsa

Magnesit

Batu Pasir

Kaca

Kayu maple

41,6

4,15

1,83

0,78

0,17

820

1130

710

880

240

1730

1500

2300

721

Zat cair

Air Raksa

Air

8,21

0,556

1430

4225

1000

Gas

H

He

Udara

Uap air jenuh

0,175

0,141

0,024

0,0206

14314

5200

1005

2060

70,7

146,2

1141

17

2.1.4.2. Perpindahan kalor konveksi

Perpindahan kalor konveksi adalah perpindahan kalor/panas yang terjadi akibat

adanya pergerakan molekul pada suatu zat. Gerakan inilah yang menyebabkan

adanya transfer kalor. Perpindahan kalor konveksi ini dapat dibagi menjadi 2 yaitu

konveksi bebas atau konveksi alamiah dan konveksi paksa. Konveksi bebas atau

konveksi alamiah terjadi apabila pergerakan fluida disebabkan oleh gaya apung

(buoyancy forcé) akibat perbedaan densitas fluida tersebut. Sedangkan pada konveksi

paksa pergerakan fluida terjadi akibat pengaruh dari adanya gaya luar seperti pompa

atau kipas.

Pada perpindahan kalor konveksi berlaku hukum pendinginan Newton, yaitu :

q = h.A.(Ts – Tf ) (2.4)

Pada persamaan (2.4) :

q = laju perpindahan kalor (watt)

h = koefisien perpindahan kalor konveksi (W/m²˚C)

A = luas permukaan benda yang bersentuhan dengan fluida (m²)

Ts = suhu permukaan benda (˚C)

Tf = suhu fluida (˚C)

Gambar 2.5 Laju Perpindahan Kalor Konveksi

18

2.1.4.2.1. Perpindahan kalor konveksi bebas

Konveksi bebas atau konveksi alamiah adalah konveksi yang terjadi karena

fluida yang mengalami proses pemanasan berubah densitasnya (kerapatan) dan

bergerak naik. Gerakan fluida dalam konveksi bebas terjadi karena gaya apung

(buoyancy force) yang dialaminya, apabila kerapatan fluida di dekat permukaan

perpindahan kalor berkurang sebagai akibat proses pemanasan. Gaya apung itu tidak

akan terjadi apabila fluida tersebut tidak mengalami suatu gaya dari luar seperti gaya

gravitasi, walau gravitasi bukanlah satu-satunya medan gaya luar yang dapat

menghasilkan arus konveksi bebas. Gaya apung yang menyebabkan arus konveksi

bebas di sebut gaya badan (body force).

Pada sistem konveksi bebas kita akan sering bertemu dengan bilangan Grashof,

Gr, yang didefinisikan dengan persamaan (2.5).

𝐺𝑟 =g β Tw−T∞ L3

ν² (2.5)

Pada persamaan (2.5)

g = percepatan gravitasi (m/s²),

L = dimensi karateristik (m)

𝑣 = viskositas kinematik (m2/s)

β = koefisien ekspansi volume (𝐾−1) = 1

ν(δν/δ1), µ = 1/T (khusus gas ideal),

, T adalah suhu mutlak, Tw +Tf

2

Tf = suhu fluida (C)

Tw = suhu dinding (C)

19

2.1.4.2.2. Bilangan Rayleight

Untuk plat rata vertikal pada temperatur dinding seragam, bilangan Rayleight

dinyatakan dengan persamaan (2.6) :

Ra = Gr. Pr =𝑔 .𝛽 𝑇𝑤−𝑇∞ 𝐿3

𝜈2 .𝑃𝑟 (2.6)

Pada persamaan (2.6)

Pr = bilangan Prandtl

Gr = bilangan Grashof

2.1.4.2.3. Bilangan Nusselt (Nu)

Untuk konveksi bebas pada plat vertikal dengan temperatur dinding seragam

menurut Churchill dan Chu dengan daerah laminar pada 10ˉ¹ < Ra < 10⁹ dan sesuai

untuk semua angka Prandtl, Bilangan Nusselt dinyatakan dengan persamaan (2.7):

Nu = 0,68 0,67.𝑅𝑎 ¼

[1+ 0,492

Pr

916 ]

49

(2.7)

Sedangkan untuk daerah turbulen yang berlaku pada jangkauan 10ˉ¹ <RaL <

10¹², persamaannya dinyatakan dengan persamaan (2.8):

Nu 1

2 = 0,825+ 0,67.𝑅𝑎

16

[1+ 0,492

Pr

916 ]

827

(2.8)

Mc. Adams mengkorelasikan nilai Nusselt rata-rata untuk kondisi temperatur

dinding seragam dengan persamaan (2.9):

Nu = ℎ𝐿

𝑘= C(Gr. Pr) ¼ (2.9)

Konstanta C pada persamaan (2.9) dapat dilihat pada Tabel 2.3.

20

Tabel 2.3 Konstanta C untuk persamaan (2.9) ( Koestoer, 2002, hal 87)

Jenis Aliran Gr.Pr C

Laminar

Turbulen

104 - 10

8

109-10¹³

0,59

0,10

Bilangan Nusselt rata-rata untuk konveksi bebas pada plat horisontal dan kondisi

temperatur dinding konstan dikorelasikan oleh Mc. Adam dengan persamaan (2.10):

Nu = (Pr)ⁿ (2.10)

Konstanta n pada persamaan (2.10) disajikan pada Tabel 2.4.

Tabel 2.4 Konstanta n untuk persamaan 2.10 ( Koestoer, 2002, hal 91)

Orientasi Plat Gr.Pr n Aliran

Permukaan plat atas panas,

bawah dingin

105 - 2.10

7

2.107

3.1010

¼

⅓

Laminar

Turbulen

Orientasi Plat Gr.Pr n Aliran

Permukaan plat bawah panas,

atas dingin

3.105 –

3.1010

¼

Laminar

2.1.4.2.4. Perpindahan Kalor Konveksi Paksa

Proses perpindahan kalor konveksi paksa ditandai dengan adanya fluida yang

bergerak dikarenakan adanya peralatan bantu. Alat bantu tersebut dapat berupa

kipas angin, fan, blower, pompa, dll. Perbedaan kerapatan mengakibatkan fluida

yang berat akan mengalir ke bawah dan fluida yang ringan mengalir ke atas.

Untuk menghitung laju perpindahan kalor konveksi paksa, nilai koefisien

perpindahan kalor konveksi h harus diketahui. Bilangan Nusselt yang digunakan

21

untuk menghitung h harus dipilih sesuai dengan kasusnya, karena setiap kasus

mempunyai bilangan Nusselt tersendiri. Pada Konveksi paksa bilangan Nusselt

merupakan fungsi dari bilangan Reynold, Nu = f. (Re.Pr). Dari nilai Re, dapat di

ketahui jenis aliran fluidanya ; laminar, transisi atau turbulen.

Gambar 2.6 Aliran fluida pada bidang datar (Cengel, 2002, hal 358)

2.1.5. Sirip (fin)

Sistem pendingin termoelektrik yang baik tidak terlepas dari sirip yang bagus.

Sirip ini terdiri dari 2 macam, untuk sisi panas disebut heatsink sedangkan untuk sisi

dingin disebut dengan coldsink. Fungsi sirip adalah memperluas permukaan benda

agar laju perpindahan kalor semakin besar sehingga proses pendinginan dapat

berlangsung dengan lebih cepat. Contoh penggunaan sirip adalah pada CPU

computer dan sepeda motor. Sirip yang dipasang pada prosesor computer akan

mendukung kinerja prosesor tersebut sehingga terhindar dari resiko overheat yang

dapat mengakibatkan kerusakan. Sedangkan sirip pada bagian luar dari mesin sepeda

motor dapat menghindarkan panas berlebih pada silinder piston yang dapat

mengakibatkan piston mengunci.

22

Gambar 2.7 Fin pada prosesor komputer

Gambar 2.8 Sirip pada mesin sepeda motor

Desain dan pemilihan sirip sangatlah penting dan mempengaruhi kinerja dari

sistem itu sendiri. Sirip yang baik akan meningkatkan coeficient of performance dari

keseluruhan sistem. Hal ini dapat dilakukan dengan cara memilih luasan sirip yang

23

maksimal. Alternatif lainnya adalah dengan memilih sirip yang mempunyai kapasitas

penyimpanan kalor yang besar.

Gambar 2.9 Contoh sirip

2.1.5.1. Efektivitas sirip

Efektivitas sirip (ε) merupakan perbandingan antara kalor sesungguhnya yang

dilepas sirip dengan kalor yang dilepas jika tidak bersirip. Semakin besar nilai

efektivitas sirip, pemasangan sirip semakin menguntungkan. Jika dimensi dan bahan

sirip sudah ditentukan, nilai efektivitas sirip hanya ditentukan oleh nilai h (koefisien

perpindahan kalor). Semakin kecil nilai h, efektivitas sirip semakin besar. Semakin

kecil nilai h, beda suhu antara suhu sirip dengan suhu fluida di sekitar sirip semakin

besar.

Pada umumnya sirip ini terbuat dari bahan aluminium dan tembaga. Tembaga

memiliki konduktivitas panas yang baik. Mampu menyerap panas dengan cepat

tetapi tidak dapat melepaskan panas dengan cepat sehingga berisiko terjadi

penumpukan panas pada satu tempat. Kekurangan tembaga dibandingkan dengan

24

aluminium adalah memiliki berat yang lebih besar, proses produksi yang rumit dan

mahal.

Gambar 2.10 Heatsink dari bahan tembaga

Untuk media pendinginan, sirip yang banyak dipakai adalah yang terbuat dari

aluminium. Bahan aluminium memiliki harga h rendah sehingga mampu melepas

atau mengurai panas dengan baik. Selain itu, aluminium memiliki berat lebih ringan

daripada tembaga dan lebih murah.

Gambar 2.11 Sirip berbahan dasar aluminium

25

2.1.6. Kipas

Kipas, pada berbagai sistem perpindahan kalor berfungsi untuk membantu

pelepasan panas. Ada 2 jenis kipas, yaitu Viscous fan dan Electric fan. Viscous fan

banyak digunakan di mesin berukuran besar seperti motor bakar. Viscous fan adalah

jenis kipas manual berpenggerak puli kruk as dengan perantara belt. Disebut viscous

karena pada bagian tengah kipas dipasang sensor bi-metal. Semakin tinggi suhu di

ruang mesin, semakin kencang viscous fan berputar. Kipas jenis electric fan

digerakkan dengan tenaga listrik.

Gambar 2.12 Viscous fan

Gambar 2.13 Electric fan

26

2.1.7. Catu daya (power supply)

Catu daya atau Power Supply adalah sebuah peralatan penyedia tegangan atau

sumber daya untuk peralatan elektronika dengan prinsip mengubah tegangan listrik

yang tersedia dari jaringan distribusi transmisi listrik ke level yang diinginkan

sehingga berimplikasi pada pengubahan daya listrik. Rangkaian pokokdari catu daya

tidak lain adalah suatu penyearah yakni suatu rangkaian yang mengubah sinyal

bolak-balik (AC/alternating current) menjadi sinyal searah (DC/direct current).

2.1.7.1. Tipe catu daya

Beberapa tipe dari power supply adalah sebagai berikut :

a) Catu daya baterai/Battery power supply

b) Catu daya tak teregulasi/Unregulated power supply

c) Catu daya tergulasi secara linear/Linear regulated power supply

d) Variabel catu daya/Switch mode power supply

e) UPS/Uninterruptible Power Supply

Keterangan.

a. Catu daya baterai/battery power supply

Baterai adalah jenis catu daya yang tidak tergantung pada ketersediaan induk

listrik, cocok untuk peralatan portabel dan digunakan dalam lokasi tanpa daya

listrik.

27

Gambar 2.14 Baterei

Baterai terdiri dari beberapa sel elektrokimia terhubung secara seri untuk

memberikan tegangan yang diinginkan. Sel primer yang digunakan adalah karbon-

seng sel kering. Tegangan baterai yang paling sering digunakan adalah 1.5 (1 sel)

dan 9V (6 sel). Untuk saat ini jenis yang paling sering digunakan

adalah NiMH, lithium ion dan varian lainnya.

b. Catu daya tak teregulasi/unregulated power supply

Sebuah catu daya AC yang tidak teregulasi biasanya

menggunakan transformator mengubah tegangan dari stop kontak PLN dengan

tegangan 220VAC menjadi tegangan yang lebih rendah, dengan variasi tegangan

yang berbeda (misal : 220VAC menjadi 6V, 9V, 12V, dll). Contoh dari catu daya

jenis ini adalah battery charger seperti ditunjukkan gambar 2.15.

28

Gambar 2.15 Pengisi Baterai/Battery charger

c. Catu daya tergulasi secara linear/linear regulated power supply

Catu daya jenis ini menghasilkan tegangan AC/DC teregulasi. Tegangan yang

dihasilkan oleh power supply yang tak teregulasi akan bervariasi/fluktuatif

tergantung pada variasi tegangan input AC (PLN). Tipe catu daya jenis tergulasi

secara linear disajikan dengan Gambar 2.16.

Gambar 2.16 Catu daya teregulasi/regulated power supply

Catu daya ini terdiri dari beberapa komponen yang meliputi komponen

penyearah (dioda), filter (kapasitor) dan regulator (IC atau transistor).

29

d. Variabel catu daya/Switch mode power supply

Switch Mode Power Supply (SMPS) bekerja dengan prinsip yang berbeda. AC

input (PLN), output tegangan DC dari catu daya diperbaiki tanpa menggunakan

sebuah transformator listrik. Tegangan DC output ini kemudian dihidupkan dan

dimatikan pada kecepatan tinggi dengan switching sirkuit elektronik.

SMPS memiliki fasilitas keamanan yang seperti pembatas arus untuk membantu

melindungi perangkat dan pengguna dari bahaya, karena arus yang tidak normal atau

tinggi akan terdeteksi dan power supply model ini akan secara otomatis mematikan

dirinya sendiri. Contoh variable catu daya ditunjukkan dengan Gambar 2.17.

Gambar 2.17 Power supply computer

SMPS memiliki batas absolut terhadap arus keluaran. Catu daya ini mampu

memberikan output di atas tingkat kekuatan tertentu dan tidak dapat berfungsi di

bawah titik tersebut.

30

e. Uninterruptible Power Supply/UPS

UPS adalah sebuah catu daya yang menghasilkan tegangan tidak terputus

meskipun sumber listrik dari PLN padam. Catu daya ini mengambil daya dari dua

atau lebih sumber secara simultan. Biasanya power berasal langsung dari listrik AC,

sementara itu secara bersamaan terjadi pengisian baterai di dalam UPS tersebut. Jika

terjadi mati listrik/kegagalan listrik, baterai langsung mengambil alih sumber

tegangan AC PLN tersebut, sehingga beban tidak pernah mengalami gangguan dan

dapat memasok listrik selama daya baterai cukup, misalnya, pada instalasi komputer,

UPS ini penting bagi seorang operator komputer untuk memberikan waktu yang

cukup untuk mematikan sistem komputer tanpa takut kehilangan data. Contoh dari

UPS disajikan dengan gambar 2.18.

Gambar 2.18 UPS digital

31

2.1.8. Daya, Kuat arus dan Tegangan

Daya atau Tenaga adalah kemampuan untuk melakukan kerja yang dinyatakan

dalam satuan Nm/s, watt, atau HP. Daya dapat juga didefinisikan sebagai usaha atau

energi yang dilakukan per satuan waktu.

Untuk mengetahui besarnya daya yang dihasilkan dapat diketahui dengan

menggunakan persamaan (2.11).

P = I V (2.11)

Pada persamaan (2.11):

P = Daya (watt)

V = Tegangan (Volt)

I = Kuat Arus (Ampere)

Besarnya daya yang dihasilkan dapat juga dinyatakan dengan persamaan (2.12)

P = 𝑊

𝑡 (2.12)

Pada persamaan (2.12):

P = Daya (watt)

W = Energi (Joule)

t = waktu (detik)

Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari pergerakan

elektron-elektron, mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit listrik tiap satuan

waktu. Arus listrik dapat diukur dalam satuan Coulomb/detik atau Ampere.

Contoh arus listrik dalam kehidupan sehari-hari berkisar dari yang sangat lemah

dalam satuan mikroAmpere seperti di dalam jaringan tubuh hingga arus yang sangat

kuat 1-200 kiloAmpere (kA) seperti yang terjadi pada petir. Dalam kebanyakan

sirkuit arus searah dapat diasumsikan resistansi terhadap arus listrik adalah konstan

32

sehingga besar arus yang mengalir dalam sirkuit bergantung pada voltase dan

resistansi sesuai dengan hukum Ohm.

Arus yang mengalir masuk suatu percabangan sama dengan arus yang mengalir

keluar dari percabangan tersebut, dinyatakan dengan persamaan (2.13).

i1 + i4 = i2 + i3 (2.13)

Untuk arus yang konstan, besar arus I dalam Ampere dapat diperoleh dengan

persamaan (2.14):

𝐼 = 𝑄

𝑡 (2.14)

Pada persamaan (2.14)

I = arus listrik (Ampere)

Q = muatan listrik (Coulomb)

t = waktu (detik)

Sedangkan secara umum, arus listrik yang mengalir pada suatu waktu tertentu

dinyatakan dengan persamaan (2.15).

𝐼 = 𝑑𝑄

𝑑𝑡 (2.15)

Pada persamaan (2.15)

I = arus listrik (Ampere)

dQ = muatan listrik (Coulomb)

dt = perubahan waktu (detik)

33

2.1.8.1. Tegangan

Tegangan listrik (kadang disebut sebagai voltase) adalah perbedaan potensial

listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dan dinyatakan dalam satuan volt.

Besaran ini mengukur energi potensial dari sebuah medan listrik yang

mengakibatkan adanya aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik. Tergantung pada

perbedaan potensial listriknya, suatu tegangan listrik dapat dikatakan sebagai ekstra

rendah, rendah, tinggi atau ekstra tinggi. Secara definisi tegangan listrik

menyebabkan obyek bermuatan listrik negatif tertarik dari tempat bertegangan

rendah menuju tempat bertegangan lebih tinggi. Sehingga arah arus

listrik konvensional di dalam suatu konduktor mengalir dari tegangan tinggi menuju

tegangan rendah.

Dari persamaan (2.11), besarnya tegangan yang dihasilkan dapat dinyatakan

dengan persamaan (2.15).

V =P

I (2.15)

Pada persamaan (2.15)

V = Tegangan (Volt)

P = Daya (watt)

I = Kuat Arus (Ampere)

2.1.9. Koefisien Performa (COP) Sistem

Harga COP dapat dicari dengan persamaan :

𝐶𝑂𝑃 = 𝑄𝑖𝑛

𝑃𝑖𝑛 (2.16)

34

Pada persamaan (2.16)

Qin = kalor yang diserap oleh sistem Watt

Pin = daya yang dibutuhkan oleh sistem pendingin Watt

Jumlah kalor yang diserap oleh sistem dapat ditentukan dengan menggunakan

persamaan 2.17.

𝑄𝑖𝑛 = m. Cp.ΔT 𝑛𝑖=1 (2.17)

Pada persamaan (2.17) :

m = massa beban yang didinginkan (kg)

Cp = Kalor jenis (J/kg°C)

ΔT = perbedaan suhu awal dan suhu akhir pada saat pengujian (°C)

2.2. Tinjauan Pustaka

Beberapa penelitian terkait termoelektrik telah banyak dilakukan, beberapa di

antaranya dilakukan oleh Gardara AD (2012), dan Susanto TA (2012).

Penelitian yang dilakukan oleh Gardara AD, bertujuan untuk 1) Merancang dan

membuat ruang pendingin dengan menggunakan modul termoelektrik (TE) yang

tersedia di pasaran, 2) Menguji kinerja sistem pendingin. Penelitian ini dilaksanakan

dalam 3 tahap, yaitu tahap perancangan alat, tahap pembuatan alat dan tahap

pengujian alat. Beberapa ruang pendingin dirancang dengan kapasitas 1.904 cm3 ,

3.904 cm3 dan 7.904 cm

3. Perlakuan yang diterapkan dalam pengujian adalah jumlah

TE yang digunakan yaitu 1, 2, 3 dan 4 keping. Variabel yang diamati dalam

percobaan adalah tegangan listrik, arus listrik, suhu ruangan pendingin, suhu heatsink

dan suhu lingkungan. Data hasil pengamatan digunakan untuk analisis kapasitas dan

efisiensi alat. Hasil percobaan menunjukkan bahwa semakin banyak TE yang

digunakan, semakin cepat laju penurunan suhu ruang pendingin dan laju penurunan

35

suhu ruang pendingin juga dipengaruhi oleh kecepatan pembuangan panas dari sisi

panas TE. Suhu ruang pendingin terendah yang dapat dicapai adalah 8,4 °C dimana

2 buah TE digunakan dalam sistem pendingin dengan volume ruang pendingin 1.904

cm3.

Penelitian yang dilakukan oleh Susanto TA bertujuan untuk 1) Mendapatkan

rancangan sistem pendingin termoelektrik secara konveksi paksa, 2) Mengetahui

karakteristik dan dan proses pendinginan dalam rancangan tersebut, 3) Mengetahui

efisiensi dari sistem pendingin tersebut. Penelitian meliputi perancangan, pembuatan

dan uji performansi alat. Bagian-bagian utama alat pendingin terdiri atas sistem

pendingin, penyalur dingin, ruang pendingin, pembuang panas dan catu daya.

Variabel yang diukur meliputi suhu pada ruang pendingin, suhu heatsink, arus

termoelektrik dan tegangan termoelektrik. Suhu diukur tiap 5 menit selama 2,5 jam.

Variabel yang dihitung meliputi penentuan jenis aliran, koefisien perpindahan panas

konveksi, laju perpindahan panas konveksi dan efisiensi termal. Hasil perhitungan

perpindahan panas untuk 1 termoelektrik adalah 20634,92 W, untuk 2 termoelektrik

adalah 23388,29 W , untuk 3 termoelektrik adalah 20572,66 W dan untuk 4

termoelektrik adalah 25470,11 W. Semakin banyak jumlah termoelektrik yang

digunakan semakin besar kapasitas pendinginan, tetapi nilai efisiensi semakin

rendah. Suhu yang mampu dicapai untuk 1, 2, 3 dan 4 termoelektrik berturut-turut

adalah 21,3 °C; 14,4 °C; 13,8 °C dan 12,5°C.

36

BAB III

PERANCANGAN DAN PERAKITAN ALAT

3.1 Perancangan alat dan pemilihan komponen

Perancangan kotak pendingin ini dilakukan dengan mempertimbangkan sifat

material, kemudahan dalam mencari komponen-komponen yang dibutuhkan serta

kelayakan dalam proses produksi. Proses pembuatan alat sendiri sangat bervariasi,

tergantung dari komponen-komponennya, ada yang dapat langsung dibeli dan

digunakan namun ada juga yang harus diproses lebih lanjut.

Daftar komponen dan bagian pada kotak pendingin berbasis termoelektrik ini

ditunjukkan pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1 Daftar komponen kotak pendingin

No Nama komponen Material Spesifikasi alat Jumlah

1 Kotak ruang pendingin Plastik dimensi = 25×15×16 cm 1

2 Termoelektrik Bismuth

telluride

(Bi2Te3)

dimensi = 4 × 4 cm 3

3 Heatsink Aluminium dimensi = 7 × 6,5 cm 1

4 Coldsink Aluminium dimensi = 5 × 3,5 cm 2

5 Fan sisi panas Plastik dimensi = 9,5 × 9,5 cm

daya = 12 V 0.15 A

kecepatan fan 800–2800 rpm

1

37

No Nama komponen Material Spesifikasi alat Jumlah

6 Fan sisi dingin Plastik dimensi = 6 × 6 cm

daya = 12 V 0.15 A

kecepatan fan 800–2800 rpm

1

7 Adaptor/power supply Memiliki variasi tegangan

output 12V – 36V, dan

mampu menghasilkan kuat

arus sebesar 6A.

1

3.1.1 Kotak Ruang pendingin

Kotak ruang pendingin yang digunakan sebagai tempat menyimpan makanan

atau minuman yang akan didinginkan terbuat dari bahan plastik, dengan bentuk

kotak atau persegi panjang. Untuk aplikasi kotak pendingin ini dipilih sebuah kotak

pendingin yang sudah ada di pasaran dengan kapasitas 6 liter, seperti ditunjukkan

pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Kotak pendingin

38

3.1.2 Termoelektrik

Penggunaan termoelektrik disusun secara seri yang ditempatkan pada bagian

tutup dari kotak pendingin. Termoelektrik yang digunakan pada kotak pendingin ini

ditunjukkan pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Termoelektrik

Spesifikasi dari termoelektrik dengan nomor seri TEC1-12706 adalah sebagai

berikut.

TEC1-12706

dimensi (W×D×H) = 40×40×3.9 mm , berat 27g

I max 6.4A, Umax 15.4V

R = 1.98 ohm, 127 couples

Th max = 138°C, ΔT max = 68°C

Qmax = panas konduksi maks (ΔT = 0) 63.0W Sumber : http://peltiermodules.com

3.1.3 Heatsink fan dan coldsink fan

Heatsink fan dan coldsink fan terdiri dari sebuah sirip dan kipas listrik. Heatsink

fan berfungsi untuk mempercepat laju aliran kalor yang dihasilkan oleh sisi panas

termoelektrik untuk dibuang ke lingkungan. Sedangkan coldsink fan berfungsi untuk

39

menyemburkan hawa dingin ke seluruh ruangan. Heatsink dan fan yang digunakan

ditunjukkan dengan Gambar 3.3 dan Gambar 3.4.

Gambar 3.3 Heatsink (berukuran besar) dan coldsink (berukuran kecil)

Gambar 3.4 Fan

Gambar 3.4 menunjukkan gambar fan yang digunakan pada alat kotak

pendingin. Fan untuk sisi panas termoelektrik berukuran lebih besar agar laju

pembuangan kalor ke lingkungan semakin cepat.

40

Berikut ini secara berturut-turut akan ditunjukkan rangkaian coldsink fan untuk

sisi dingin dan heatsink fan untuk sisi panas dengan Gambar 3.5 dan Gambar 3.6.

Gambar 3.5 Coldsink fan (kiri) dan heatsinkfan (kanan)

3.1.4 Power Supply

Sebagai sumber daya dari kotak pendingin digunakan adapator seperti

ditunjukkan oleh Gambar 3.6. Adaptor ini memiliki output tegangan bervariasi yaitu

12V, 24V dan 36V dengan kuat arus 6A sesuai dengan spesifikasi termoelektrik.

Gambar 3.6 Adaptor

3.1.5 Diagram Alat

Diagram alat kotak pendingin dapat dilihat pada Gambar 3.7.

41

Gambar 3.7 Diagram Alat

3.2 Perakitan alat

Setelah perancangan alat selesai, maka langkah berikutnya adalah

merealisasikan rancangan tersebut. Alat yang akan dibuat adalah 1 (satu) buah ruang

pendingin dan 1 (satu) buah rangkaian sistem pendingin dengan variasi jumlah

termoelektrik, yaitu 1, 2 dan 3 buah termoelektrik.

Langkah-langkah perakitan kotak pendingin adalah sebagai berikut.

1. Langkah pertama adalah membuat lubang berbentuk kotak untuk tempat

termoelektrik pada bagian tutup kotak pendingin. Alat yang digunakan dalam

pembuatan lubang ini adalah pisau dan solder.

Pada bagian atas dari tutup kotak pendingin dibuat gambar sebuah

bujursangkar yang berukuran sama dengan ukuran modul termoelektrik, yaitu 4 ×

4 cm.

42

Setelah bujursangkar selesai digambar, pada bagian tersebut kemudian

dipotong menggunakan cutter atau pisau pemotong kertas. Pada keempat sisi

bujursangkar juga dibuat lubang menggunakan solder yang nanti akan berfungsi

sebagai tempat baut pengikat. Setelah itu, sebuah lubang dibuat lagi sebagai

tempat keluarnya kabel dari rangkaian bagian dalam kotak pendingin. Bagian

tutup dari kotak pendingin yang telah dibuat lubang dapat dilihat pada Gambar

3.8.

Gambar 3.8 Bagian tutup kotak pendingin yang telah dibuat lubang

2. Pemasangan heatsink fan sisi panas

Setelah lubang tempat termoelektrik dan baut-baut pengikat dibuat, maka

langkah berikutnya yaitu memasang heatsink sisi panas pada bagian luar tutup

kotak pendingin. Rangkaian heatsink fan dipasang pada bagian luar dari tutup

kotak pendingin dengan menggunakan baut seperti ditunjukkan pada Gambar 3.9.

43

Gambar 3.9 Heatsinkfan yang telah dipasang pada bagian luar dari tutup kotak

pendingin

3. Langkah selanjutnya adalah mengoleskan thermal paste pada kedua sisi

termoelektrik, dan juga pada permukaan heatsink yang akan ditempeli

termoelektrik seperti ditunjukkan pada Gambar 3.10. Thermal paste ini berfungsi

untuk melekatkan termoelektrik ke heatsink dan menghindari adanya rongga

antara termoelektrik dengan heatsink atau coldsink.

Gambar 3.10 Termal paste dioleskan pada termoelektrik dan heatsink

44

4. Langkah berikutnya adalah memasang coldsink fan pada bagian dalam dari tutup

kotak pendingin seperti tampak pada Gambar 3.11. Coldsink fan dipasang pada

tutup kotak pendingin dengan menggunakan baut dan sebuah plat penahan.

Untuk mengencangkan baut ini cukup dengan menggunakan sebuah obeng

(screw driver).

Gambar 3.11 Coldsink fan dipasang pada bagian dalam tutup kotak pendingin

Bentuk akhir dari kotak pendingin ditunjukkan pada Gambar 3.12.

Gambar 3.12 Kotak pendingin yang telah selesai dibuat tampak luar

45

Gambar 3.13 Kotak pendingin yang telah selesai dibuat tampak bagian dalam

3.3 Spesifikasi Teknis

Spesifikasi teknis kotak pendingin ini adalah sebagai berikut.

Dimensi : 26 × 15 × 16 cm

Kapasitas : 6 liter

Material ruang pendingin : plastik

Sistem pendingin : termoelektrik, alat pembuang kalor : heatsink fan

Sumber daya : adaptor dengan variasi tegangan 12 V, 24 V dan 36V

6 A

46

BAB IV

METODOLOGI PENELITIAN

4.1. Alat yang diuji

Alat yang diuji berupa kotak pendingin yang dapat digunakan untuk

mendinginkan makanan, minuman ataupun obat-obatan dalam kapasitas kecil dengan

volume kotak pendingin 6 liter.

4.2. Skematik Kotak Pendingin

Skema kotak pendingin berbasis termoelektrik ini dapat dilihat pada Gambar 4.1,

Gambar 4.2 dan Gambar 4.3. Modul termoelektrik pada kotak pendingin dilengkapi

dengan heatsinkfan pada sisi panas dan coldsink fan pada sisi dingin.

Gambar 4.1 Skema Kotak Pendingin 1 peltier

47

Gambar 4.2 Skema Kotak Pendingin 2 peltier

Gambar 4.3 Skema Kotak Pendingin 3 peltier

4.3. Variasi Penelitian

Variasi dalam penelitian ini adalah pada jumlah termoelektrik yang digunakan.

Pada penelitian pertama menggunakan 1 (satu) buah termoelektrik, penelitian kedua

menggunakan 2 (dua) buah termoelektrik, sedangkan pada penelitian ketiga

menggunakan 3 (tiga) buah termoelektrik.

48

4.4. Cara pengambilan data

Pengambilan data dilakukan dengan instalasi seperti ditunjukkan pada Gambar

4.5. Catu daya (adapator) dihubungkan dengan sumber arus listrik. Ketika terjadi

aliran listrik maka tiap-tiap alat ukur akan menampilkan data-data tegangan dan kuat

arus yang masuk ke dalam sistem pendingin, suhu sisi dingin dan sisi panas

termoelektrik serta suhu udara dan suhu beban di dalam kotak pendingin. Data

kemudian dicatat dan siap diolah.

Gambar 4.4 Instalasi pengambilan data

49

4.4.1. Peralatan-peralatan

Peralatan yang digunakan dalam pengambilan data ini yaitu:

a. Adaptor dengan variasi besar tegangan, ditunjukkan pada Gambar 4.6.

Gambar 4.5 Adaptor dengan variasi besar tegangan

b. Multitester untuk mengukur besarnya tegangan dan kuat arus yang masuk ke

dalam sistem pendingin, ditunjukkan dengan Gambar 4.7.

Gambar 4.6 Multitester

c. Empat buah Thermokopel tipe K, untuk mengukur temperatur sisi panas dan sisi

dingin termoelektrik serta suhu di dalam ruang pendingin dan suhu beban di

dalam ruang pendingin. Termokopel tipe K ini dipilih karena banyak digunakan

untuk tujuan umum, dengan harga relatif murah dan tersedia untuk rentang suhu

50

–200 °C hingga +1200 °C. Gambar termokopel yang digunakan ditunjukkan

dengan Gambar 4.8.

Gambar 4.7 Termokopel

4.4.2. Langkah-langkah pengambilan data

Langkah-langkah pengambilan data yang dilakukan adalah sebagai berikut.

1. Adaptor dihubungkan dengan listrik melalui stop kontak.

2. Kutub positif dan negatif peltier dihubungkan dengan kutub positif dan negatif

adaptor.

3. Kutub positif dan negatif kipas angin dihubungkan dengan kutub positif dan

negatif adaptor.

4. Adaptor dihidupkan, kemudian memeriksa kedua kipas dapat berputar dengan

baik.

51

5. Masing-masing termokopel ditempelkan ke sisi panas peltier, sisi dingin peltier,

dinding beban yang akan didinginkan, dan ruang pendingin.

6. Langkah selanjutnya adalah memeriksa sisi dingin peltier. Dengan cara yang sama

seperti nomor 4, kawat termokopel ditempelkan ke sisi dingin peltier. Sisi dingin

akan menunjukkan penurunan temperatur yang dapat dibaca melalui multitester

yang telah dihubungkan dengan termokopel.

Setelah memastikan bahwa sistem dapat beroperasi dengan baik, langkah

selanjutnya adalah pengambilan data. Batasan waktu yang digunakan dalam

pengambilan data terhadap alat ini adalah selama 2 jam, dengan jarak pengambilan

data adalah 10 (sepuluh) menit.

4.5. Cara pengolahan data

Data-data yang telah dicatat kemudian diolah menggunakan program Ms Excel

yang dapat menghasilkan bentuk grafik. Dengan bentuk grafik, pembahasan dan

pengambilan kesimpulan dapat dilakukan dengan mudah.

4.6. Cara menyimpulkan penelitian

Kesimpulan dalam penelitian ini diperoleh setelah melakukan pembahasan dan

analisis dari data-data hasil penelitian dengan mengacu pada tujuan penelitian.

52

BAB V

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

5.1. Hasil Penelitian

Data hasil penelitian kotak pendingin ditampilkan dalam bentuk tabel dan grafik

untuk memudahkan dalam membaca dan menganalisa. Secara berurutan, data hasil

penelitian untuk kotak pendingin 1 termoelektrik, 2 termoelektrik dan 3

termoelektrik disajikan pada Tabel 5.1, Tabel 5.2 dan Tabel 5.3.

5.1.1. Data hasil pengujian kotak pendingin dengan 1 termoelektrik

Suhu udara di dalam ruang kotak pendingin, suhu sisi dingin termoelektrik, suhu

sisi panas termoelektrik dan suhu beban di dalam kotak pendingin dari waktu ke

waktu pada rangkaian kotak pendingin dengan menggunakan 1 buah termoelektrik

disajikan pada Tabel 5.1.

Tabel 5.1 Data hasil pengujian kotak pendingin dengan 1 termoelektrik

menit ke T udara

(°C)

T beban

(°C)

T sisi dingin

(°C)

T sisi panas

(°C) V

(Volt) I

(Ampere)

0 27,9 27,3 27,6 27,5 8,92 2,51

1 27,6 27,3 22,5 34,0 8,85 2,45

10 27,0 27,3 19,0 39,5 8,81 2,54

20 26,3 27,1 18,5 45,5 8,97 2,36

30 26,0 26,0 18,5 45,5 8,98 2,55

40 25,8 25,8 18,5 45,5 8,81 2,60

50 25,5 25,7 18,5 45,5 8,98 2,57

60 24,8 25,6 18,5 45,5 8,98 2,36

70 24,6 25,5 18,5 45,5 8,93 2,29

80 24,4 25,5 18,5 45,5 9,04 2,56

90 24,4 25,5 18,5 45,5 8,86 2,38

100 24,4 25,5 18,5 45,5 8,68 2,36

110 24,4 25,5 18,5 45,5 8,50 2,29

120 24,4 25,5 18,5 45,5 8,32 2,38

53

Grafik penurunan suhu udara di dalam ruang, suhu sisi dingin termoelektrik,

suhu sisi panas termoelektrik dan suhu beban di dalam kotak pendingin dari waktu ke

waktu untuk kotak pendingin dengan 1 buah termoelektrik secara berturut-turut dapat

dilihat pada Gambar 5.1, Gambar 5.2, Gambar 5.3 dan Gambar 5.4.

Gambar 5.1 Suhu udara di dalam kotak pendingin dari waktu ke waktu

Gambar 5.2 Suhu sisi dingin termoelektrik dari waktu ke waktu

24

24.5

25

25.5

26

26.5

27

27.5

28

28.5

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Suh

u (°C

)

Waktu t (menit)

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Suh

u (

°C)

Waktu t (menit)

54

Gambar 5.3 Suhu sisi panas termoelektrik dari waktu ke waktu

Gambar 5.4 Suhu beban di dalam kotak pendingin dari waktu ke waktu

5.1.2. Data hasil pengujian kotak pendingin dengan 2 termoelektrik

Suhu udara di dalam ruang kotak pendingin, suhu sisi dingin termoelektrik ,

suhu sisi panas termoelektrik dan suhu beban di dalam kotak pendingin dari waktu ke

waktu pada rangkaian kotak pendingin dengan menggunakan 2 buah termoelektrik

disajikan pada Tabel 5.2.

202224262830323436384042444648

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Suh

u (

°C)

Waktu t (menit)

25.2

25.6

26

26.4

26.8

27.2

27.6

0 20 40 60 80 100 120 140

Suh

u (

°C)

Waktu t (menit)

55

Tabel 5.2 Data hasil pengujian kotak pendingin dengan 2 termoelektrik

menit ke T udara

(°C)

T beban

(°C)

T sisi dingin

(°C)

T sisi panas

(°C) V (Volt)

I (Ampere)

0 28,0 27,0 28,0 28,1 17,0 4,01

1 28,0 27,0 21,4 57,1 16,84 3,98

10 26,5 26,9 20,9 58,8 16,90 3,97

20 25,9 26,7 20,5 58,2 16,89 3,88

30 25,4 26,2 19,8 57,5 16,78 3,78

40 24,9 25,6 19,4 56,9 16,81 3,80

50 24,5 24,9 18,8 56,3 16,83 3,82

60 24,0 24,4 18,2 55,7 16,80 3,80

70 23,8 24,0 17,6 55,0 16,82 3,78

80 23,0 23,5 16,9 54,4 16,98 3,76

90 22,4 23,1 16,3 54,0 16,90 3,74

100 22,4 22,7 16,1 54,0 16,88 3,72

110 22,4 22,7 16,1 54,0 16,86 3,70

120 22,4 22,7 16,1 54,0 16,80 3,68

Grafik penurunan suhu udara di dalam ruang, suhu sisi dingin termoelektrik,

suhu sisi panas termoelektrik dan suhu beban di dalam kotak pendingin dari waktu ke

waktu untuk kotak pendingin dengan 2 buah termoelektrik secara berturut-turut dapat

dilihat pada Gambar 5.5, Gambar 5.6, Gambar 5.7 dan Gambar 5.8.

Gambar 5.5 Suhu udara di dalam kotak pendingin dari waktu ke waktu

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Suh

u (

°C)

Waktu t (menit)

56

Gambar 5.6 Suhu sisi dingin termoelektrik dari waktu ke waktu

Gambar 5.7 Suhu sisi panas termoelektrik dari waktu ke waktu

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Suh

u (

°C)

Waktu t (menit)

20

24

28

32

36

40

44

48

52

56

60

64

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Suh

u (

°C)

Waktu t (menit)

57

Gambar 5.8 Suhu beban di dalam kotak pendingin dari waktu ke waktu

5.1.3. Data hasil pengujian kotak pendingin dengan 3 termoelektrik

Suhu udara di dalam ruang kotak pendingin, suhu sisi dingin termoelektrik ,

suhu sisi panas termoelektrik dan suhu beban di dalam kotak pendingin dari waktu ke

waktu pada rangkaian kotak pendingin dengan menggunakan 3 buah termoelektrik

disajikan pada Tabel 5.3.

Tabel 5.3 Data hasil pengujian kotak pendingin dengan 3 termoelektrik

menit ke T udara

(°C)

T beban

(°C)

T sisi dingin

(°C)

T sisi panas

(°C) V (Volt)

I (Ampere)

0 28,0 27,0 28,0 28,1 25,0 6,52

1 28,0 27,0 20,9 63,4 24,84 6,49

10 27,6 26,9 20,5 63,4 24,90 6,48

20 27,3 26,7 19,9 63,2 24,89 6,39

30 26,7 26,4 19,4 63,3 24,78 6,29

40 26,2 26,2 18,8 63,1 24,81 6,31

50 25,7 26,0 18,2 63,0 24,83 6,33

60 25,2 25,8 17,6 63,2 24,80 6,31

70 24,6 25,5 16,9 63,1 24,82 6,29

80 24,1 25,3 16,8 63,1 24,98 6,27

90 23,6 25,1 16,8 63,0 24,90 6,25

100 23,0 24,8 16,8 63,0 24,88 6,23

110 23,0 24,8 16,8 63,0 24,86 6,21

120 23,0 24,8 16,8 63,0 24,80 6,19

22.022.523.023.524.024.525.025.526.026.527.027.5

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Suh

u (

°C)

Waktu t (menit)

58

Grafik penurunan suhu udara di dalam ruang, suhu sisi dingin termoelektrik dan

suhu sisi panas termoelektrik terhadap waktu untuk kotak pendingin dengan 3 buah

termoelektrik secara berturut-turut dapat dilihat pada Gambar 5.9, Gambar 5.10,

Gambar 5.11 dan Gambar 5.12.

Gambar 5.9 Suhu udara di dalam kotak pendingin dari waktu ke waktu

Gambar 5.10 Suhu sisi dingin termoelektrik dari waktu ke waktu

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Suh

u °

C

Waktu t (menit)

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Suh

u °

C

Waktu t (menit)

59

Gambar 5.11 Suhu sisi panas termoelektrik dari waktu ke waktu

Gambar 5.12 Suhu beban di dalam kotak pendingin dari waktu ke waktu

20

24

28

32

36

40

44

48

52

56

60

64

68

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Suh

u °

C

Waktu t (menit)

24.0

24.3

24.6

24.9

25.2

25.5

25.8

26.1

26.4

26.7

27.0

27.3

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Suh

u (

°C)

Waktu t (menit)

60

5.2. Pembahasan

5.2.1. Perbandingan perjalanan suhu udara di dalam ruang, suhu sisi dingin

termoelektrik, suhu sisi panas termoelektrik dan suhu beban di dalam

kotak pendingin dari waktu ke waktu

Perbandingan perjalanan suhu udara di dalam ruang, suhu sisi dingin

termoelektrik, suhu sisi panas termoelektrik dan suhu beban di dalam kotak

pendingin dari waktu ke waktu untuk ketiga rangkaian kotak pendingin disajikan

pada Gambar 5.13, Gambar 5.14, Gambar 5.15 dan Gambar 5.16.

Gambar 5.13 Perbandingan suhu udara di dalam kotak pendingin dari waktu ke

waktu

Dari Gambar 5.13 dapat dilihat bahwa kotak pendingin dengan 1 buah

termoelektrik mencapai suhu udara terendah 24,4 °C pada menit ke-80. Kotak

pendingin dengan 2 buah termoelektrik mencapai suhu udara terendah 22,4 °C pada

menit ke-90. Sedangkan kotak pendingin dengan 3 buah termoelektrik mencapai

suhu udara terendah 23°C pada menit ke-100. Suhu udara sebesar 22,4 °C pada kotak

pendingin dengan 2 buah termoelektrik merupakan suhu udara terendah dari ketiga

kotak pendingin yang diuji.

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Suh

u °

C

Waktu t (menit)

1 peltier

2 peltier

3 peltier

61

Pada Gambar 5.14 disajikan perbandingan perjalanan suhu sisi dingin

termoelektrik dari waktu ke waktu untuk ketiga kotak pendingin.

Gambar 5.14 Perbandingan suhu sisi dingin termoelektrik dari waktu ke waktu

Dari Gambar 5.14 dapat dilihat bahwa suhu terendah sisi dingin termoelektrik

untuk kotak pendingin dengan 1 termoelektrik mencapai 18,5 °C pada menit ke-20.

Suhu terendah sisi dingin termoelektrik untuk kotak pendingin dengan 2

termoelektrik mencapai 16,1 °C pada menit ke-100, dimana suhu ini merupakan suhu

sisi dingin termoelektrik terendah dari ketiga kotak pendingin. Sedangkan suhu sisi

dingin termoelektrik pada kotak pendingin dengan 3 termoelektrik mencapai 16,8 °C

pada menit ke-20.

Dari grafik perbandingan suhu sisi panas termoelektrik pada Gambar 5.15 dapat

dilihat bahwa suhu tertinggi sisi panas termoelektrik yaitu 63,4 °C dihasilkan oleh

kotak pendingin dengan 3 buah termoelektrik pada menit ke-1.

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Suh

u °

C

Waktu t (menit)

1 peltier

2 peltier

3 peltier

62

Gambar 5.15 Perbandingan suhu sisi panas termoelektrik dari waktu ke waktu

Gambar 5.16 Perbandingan suhu beban di dalam kotak pendingin dari waktu ke

waktu

Dari grafik perbandingan suhu beban di dalam kotak pendingin pada Gambar

5.16 dapat dilihat bahwa suhu beban terendah, yaitu sebesar 22,7°C dihasilkan oleh

kotak pendingin dengan 2 (dua) buah termoelektrik pada menit ke-100. Suhu ini

terus bertahan hingga menit ke-120.

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Suh

u °

C

Waktu t (menit)

1 peltier

2 peltier

3 peltier

20

21

22

23

24

25

26

27

28

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Suh

u °

C

Waktu t (menit)

1 peltier

2 peltier

3 peltier

63

Berdasarkan data hasil penelitian dan grafik yang disajikan, kotak pendingin

dengan 2 (dua) buah termoelektrik menunjukkan performa yang paling baik. Hal ini

disebabkan karena pada rangkaian kotak pendingin dengan 2 buah termoelektrik,

heatsinkfan sebagai alat pembuang kalor bekerja dengan maksimal sehingga panas

yang mengalir dari sisi panas termoelektrik ke heatsink dapat dibuang dengan cepat

ke lingkungan. Jika dibandingkan dengan penelitian yang dilakukan oleh Gardara

AD, maka hasil pengujian ini memiliki kesamaan, yaitu suhu ruang pendingin

terendah yang dapat dicapai adalah menggunakan 2 buah termoelektrik. Namun pada

penelitian yang dilakukan oleh Gardara AD, suhu yang dicapai adalah 8,4 °C pada

sistem pendingin dengan volume ruang pendingin yang lebih kecil, yaitu hanya 1.904

cm3.

Semakin banyak jumlah termoelektrik semestinya akan berdampak pendinginan

di dalam kotak pendingin menjadi semakin cepat. Namun hal ini tidak terjadi pada

rangkaian kotak pendingin dengan 3 (tiga) buah termoelektrik. Berdasarkan analisa

yang dilakukan, hal ini dapat disebabkan karena pada rangkaian ini sisi panas

termoelektrik mencapai suhu tertinggi yang dapat dihasilkan, namun kecepatan

pembuangan panas pada sisi panas termoelektrik tidak maksimal. Secara umum, jika

dibandingkan dengan beberapa penelitian yang sudah ada, hasil penelitian ini belum

menunjukkan performa yang terbaik. Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa hal,

antara lain 1) panas yang tinggi yang dihasilkan oleh sisi panas termoelektrik

merambat ke dalam sistem pendingin karena isolator yang kurang baik, sehingga

menambah beban kerja pendinginan yang harus dilakukan oleh sisi dingin

termoelektrik, 2) pendinginan di dalam kotak pendingin juga dipengaruhi oleh

volume kotak pendingin. Semakin besar volume kotak pendingin, maka laju

64

pendinginan di dalam ruang kotak pendingin akan semakin lama, 4) adanya kipas

yang bergerak di dalam kotak pendingin juga menghasilkan kalor yang menambah

beban kerja pendinginan yang harus dilakukan oleh sisi dingin termoelektrik.

5.2.2. Harga COP Sistem Pendingin

Harga COP dapat ditentukan dengan persamaan 2.16, yaitu :

𝐶𝑂𝑃 = 𝑄𝑖𝑛

𝑃𝑖𝑛

Jumlah kalor yang diserap oleh sistem (𝑄𝑖𝑛) ditentukan dengan menggunakan

persamaan 2.17, yaitu :

𝑄𝑖𝑛 = m. Cp.ΔT

𝑛

𝑖=1

Harga massa, kalor jenis dan ΔT hasil pengujian disajikan pada Tabel berikut.

ρ

(kg/m3)

V

(m3)

Massa

(kg)

Cp

(kalor

jenis)

(J/kg°C)

ΔT = T awal – T akhir

(°C)

1 TE 2 TE 3 TE

Udara 1,2 0,006 0,01 1004 3,5 5,6 5

Air 1000 3,75×10-4

0,375 4186 1,8 4,3 2,2

Kaleng

(Al) 2700 3,75×10

-4 0,110 900 1,8 4,3 2,2

Coldsink

(Al) 2700 1,30×10

-5 0,0375 900 9,1 11,9 11,2

5.2.2.1 Perhitungan harga kalor yang diserap oleh air (Qin) pada kotak

pendingin dengan 1 termoelektrik

Qin(air) = (mair.Cpair.ΔTair) = 0,375 × 4186 × 1,8 =2825,55 Joule

Air mencapai temperatur konstan pada menit ke-70,

65

maka Qin(air) = 2825,55 Joule/(70×60)s = 0,673 W

5.2.2.2 Perhitungan harga kalor yang diserap oleh air (Qin) pada kotak

pendingin dengan 2 termoelektrik

(mair.Cpair.ΔTair) = 0,375 × 4186 × 4,3 = 6749,92 Joule

Air mencapai temperatur konstan pada menit ke-100,

maka Qin(air) = 6749,92 Joule/(100×60)s = 1,125 W

5.2.2.3 Perhitungan harga kalor yang diserap (Qin) pada kotak pendingin

dengan 3 termoelektrik

(mair.Cpair.ΔTair) = 0,375 × 4186 × 2,2 = 3453,45 Joule

Air mencapai temperatur konstan pada menit ke-100,

maka Qin(air) = 3453,45 Joule/(100×60)s = 0,575 W

5.2.2.4 Harga Pin pada masing-masing kotak pendingin.

Harga Pin pada kotak pendingin dengan 1 termoelektrik = 12 × 6 = 72 W

Harga Pin pada kotak pendingin dengan 2 termoelektrik = 24 × 6 = 144 W

Harga Pin pada kotak pendingin dengan 3 termoelektrik = 36 × 6 = 216 W

Setelah harga kalor yang diserap oleh air (Qin) diperoleh, dan daya yang

digunakan oleh masing – masing kotak pendingin diketahui, maka harga COP dapat

ditentukan dengan persamaan (2.16).

Harga COP pada kotak pendingin 1 termoelektrik = 0,673

72= 0,0093

Harga COP pada kotak pendingin 2 termoelektrik =1,125

144= 0,0078

Harga COP pada kotak pendingin 3 termoelektrik = 0,575

216= 0,0026

66

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian ini telah dapat dirancang dan dibuat sebuah kotak

pendingin berbasis termoelektrik dengan sumber daya arus DC dengan hasil sebagai

berikut:

1) Nilai temperatur sisi dingin termoelektrik terendah yang dihasilkan dari waktu ke

waktu yaitu 16,1°C dihasilkan pada kotak pendingin dengan jumlah

termoelektrik 1 (satu) buah.

2) Nilai temperatur sisi panas termoelektrik tertinggi yang dihasilkan dari waktu ke

waktu yaitu 63,4 °C dihasilkan pada kotak pendingin dengan jumlah

termoelektrik 3 (tiga) buah.

3) Nilai temperatur udara terendah di dalam kotak pendingin yang dihasilkan dari

waktu ke waktu yaitu 22,4°C dihasilkan pada kotak pendingin dengan jumlah

termoelektrik 2 (dua) buah.

4) Nilai temperatur beban terendah di dalam kotak pendingin dari waktu ke waktu

yaitu 22,7°C dihasilkan pada kotak pendingin dengan jumlah termoelektrik 2

(dua) buah.

5) Harga COP untuk kotak pendingin dengan 1 termoelektrik adalah 0,0093, harga

COP untuk kotak pendingin dengan 2 termoelektrik adalah 0,0078 dan Harga

COP untuk kotak pendingin dengan 3 termoelektrik adalah 0,0026.

67

6.2 Saran

Penelitian ini masih dapat dikembangkan lagi agar dapat menunjukkan performa

yang lebih baik dengan beberapa saran sebagai berikut:

1. Mempergunakan heatsink dengan jarak antar sirip yang lebih rapat dan jumlah

sirip yang lebih banyak, dengan harapan laju pembuangan kalor akan lebih cepat

sehingga heatsink tidak akan menjadi terlalu panas. Mengingat ΔT antara sisi

panas dengan sisi dingin termoelektrik dapat mencapai 68°C, maka semakin

rendah suhu sisi panas termoelektrik, semakin rendah pula suhu sisi dingin

termoelektrik.

2. Untuk mencapai hasil yang maksimal, maka harus ada isolator yang baik antara

sisi panas dan sisi dingin sirip. Panas yang dihasilkan oleh sisi panas

termoelektrik tidak boleh sampai merambat ke dalam ruang pendingin yang dapat

menambah beban kerja sisi dingin termoelektrik.

3. Ukuran atau kapasitas kotak pendingin dapat diperkecil, menyesuaikan dengan

kebutuhan, sehingga kinerja dari termoelektrik dapat lebih maksimal.

68

DAFTAR PUSTAKA

Ardhana P, 2011. Unjuk Kerja Aplikasi Sistem Pendinginan Pada Alat Elektroforesis

Termoelektrik. Jakarta. Universitas Indonesia.

Dedy Reza Dwi P, 2010. Perhitungan Perpindahan Panas Heatasink Di Sisi Panas

Termoelektrik TEC 12706 Dengan Daya 22,4 W. Surabaya. Institut

Teknologi Sepuluh November.

Hendy & Hogla Tati Marbun, 2011. Pembuatan Alat Pemanas-Pendingin Makanan

dan Minuman Portabel Hemat Energi Berbasiskan Termoelektrik. Bandung.

Institut Teknologi Bandung.

Sandya Priyambada, 2012. Pendingin Kabin Mobil Berbasis Termoelektrik.. Jakarta.

Universitas Indonesia.

http://www.enertron-inc.com/enertron-resources/ThermoelectricCoolingbasic.pdf

http://www.lairtech.com/Thermoelectric Handbook.pdf

http://www.tellurex.com

http://www.thermoelectrics.caltech.edu

http://www.wikipedia.org/ Bismuth telluride