Karakterisasi Kinerja Pipa Kalor Bertingkat dengan Wick Screen Mesh untuk Pendingin CPU
Wayan Nata Septiadi
1
, I Gede Putu Agus Suryawan
1
, I Ketut Gede Wirawan
1
,I Komang Jana Mujaya
2
, Mochamad Rizal Sugiono
2
, Putu Wardana
2
1
Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Udayana Kampus Bukit Jimbaran, Badung-Bali
Email: wayan.natagmail.com
2
Mahasiswa Program Sarjana Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Udayana Kampus Bukit Jimbaran, Badung-Bali
Abstrak
Perkembangan teknologi komputerisasi memberi dampak pada tingginya fluks kalor yang dihasilkan. Tingginya fluks kalor ini mengakibatkan pendingin konvensional kurang mampu
untuk mengatasi permasalahan tersebut sehingga teknologi pendingin mulai mengarah ke sistem khususnya pipa kalor. Akibat kinerja pipa kalor yang cukup baik mengakibatkan
tingginya temperatur yang terbuang pada bagian kondensor yakni mencapai 50
o
C sampai dengan 60
o
C. Hal ini berdampak pada rusaknya komponen lain di sekitar Central Processing Unit CPU. Untuk mengatasi permasalahan tersebut maka dilakukan
perancangan pipa kalor bertingkat. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menurunkan temperatur pada bagian kondensor yang terbuang ke lingkungan di sekitar CPU. Pipa kalor
bertingkat dirancang menggunakan pipa tembaga dengan panjang total 80 mm, dengan diameter pipa besar 25,4 mm dan diameter pipa kecil 19,05 mm. Pipa kalor dibagian bawah
dilengkapi dengan plat datar tembaga berukuran 40 x 40 mm² tebal 5 mm sebagai area penyerap kalor evaporator dari sumber kalor dan diujungnya dilengkapi plat datar tembaga
yang berdiameter 35 mm tebal 5 mm sebagai penyerapan kalor berikutnya, pada ujung pipa kalor yang lain dilengkapi dengan heatsink aluminium dengan ukuran diameter 90 mm yang
digunakan sebagai kondensor untuk membuang temperatur ke lingkungan. Pada dinding bagian dalam dilengkapi dengan wick tipe screen mesh aluminium 100 mesh. Fluida kerja
pipa kalor pada tingkat pertama dan ke dua masing masing menggunakan fluida kerja air dengan rasio pengisian 30 volume total pipa kalor pada masing masing tingkat. Pengujian
dilakukan dengan menggunakan plat simulator dengan sumber kalor dari catride heater yang diatur menggunakan volage regulator. Beberapa termokopel tipe K dipasang pada
bagian evaporator, kondensor dan plat simulator yang dihubungkan pada sistem data aquisisi C-DAQ 9174 dan modul NI 9213, dimana hasilnya diproses dengan menggunakan
software lab view pada komputer. Untuk menghindari banyaknya kalor yang terbuang atau looses pada bagian plat heater maka bagian tersebut diisolasi dengan menggunakan
isolator polyurethane. Dari penelitian didapatkan hasil bahwa dengan menggunakan metode pipa kalor bertingkat temperatur pada bagian kondensor mampu diturunkan hingga
mencapai 40,56
o
C.
Kata kunci: Pipa kalor, screen mesh, wick, CPU.
1. PENDAHULUAN
Komputer merupakan suatu sistem elektronika yang memiliki kemampuan memanipulasi data dengan cepat dan tepat serta dirancang dan diorganisasikan agar secara otomatis menerima dan
menyimpan data input, memprosesnya, dan menghasilkan output dibawah pengawasan suatu langkah-langkah OSOperating System yang tersimpan didalam penyimpannya. Biasanya didalam
memilih atau membeli komputer pasti kecenderungan lebih memilih atau memperhatikan kualitas prosesor, VGA, RAM, Harddisk, dan lain-lainnya. Tetapi jarang yang memperhatikan sistem pendingin
komputer tersebut, padahal sistem pendingin komputer pada perangkat komputer merupakan komponen yang penting karena berguna untuk mengatur temperatur operasi prosesor dan juga
mencegah overheat pada prosesor. Dengan adanya managemen temperatur yang baik pada prosesor CPU maka kinerja dari komputer akan lebih handal dan umur prosesor CPU juga relatif lebih lama.
Sistem pendingin komputer terdapat berbagai macam yaitu diantaranya sistem kipas, sistem heatsink,
Penulis korespondensi, HP: 081916356509, Email: wayan.natagmail.com
Konferensi Nasional Engineering Perhotelan VI, Universitas Udayana, 2015 193
sistem liquid cooler, sistem dry ice cooler nitrogen cair dan sistem thermoelectric cooler. Semua pendingin komputer yang biasa digunakan tersebut bersifat aktif atau menggunakan daya tambahan
dari luar. Disamping itu pula pendingin tersebut sangat kompleks dan membutuhkan ruang yang cukup besar [3-5]
Untuk mengatur temperatur CPU dan mencegah overheat sehingga CPU mampu bekerja secara optimal maka diperlukan sistem pendingin yang handal. Berdasarkan beberapa penelitian
yang telah dilakukan oleh beberapa peneliti, dikatakan bahwa sistem pipa kalor memiliki keunggulan yang lebih dari sistem lainnnya yaitu merupakan pendingin pasif, tidak memerlukan alat tambahan
seperti pompa dan daya luar lainnya, dimensinya tidak terlalu besar dan kinerja lebih baik dibandingkan dengan sistem pendingin komputer lainnya.
Pipa kalor heat pipe merupakan sebuah teknologi penghantar kalor dengan menggunakan pipa berukuran tertentu, biasanya terbuat dari bahan aluminium, tembaga, atau tembaga terlapis nikel
dan didalamnya berisi cairan khusus sebagai penghantar ujung sisi panas atau disebut sebagai evaporator ke ujung sisi lain sebagai pendingin atau disebut sebagai kondensor [6]. Pada dinding
pipa kalor biasanya diisi sumbu kapiler wick yang berfungsi sebagai lintasan dan pompa kapiler dari cairan kondensat untuk kembali dari kondensor ke bagian evaporator. Cairan kondensat bergerak
atas prinsip kerja kapiler. Setelah Fluida menguap di bagian evaporator, lalu uap tersebut mengalir menuju bagian kondensor dan setelah mengalami kondensasi di bagian kondensor maka uap akan
mencair, cairan atau kondensat tersebut akan mengalir kembali ke sisi panas evaporator dari pipa kalor dan begitu seterusnya.
Gambar 1. Skematik pipa kalor [7]
Kinerja pipa kalor yang optimal mengakibatkan peningkatan kalor dari sumber kalor dan di buang di bagian kondensor cukup besar, Terkadang temperatur yang di buang dibagian kondensor
mencapai 50°C-60°C [6, 8-10]. Hal ini menjadi suatu masalah besar terhadap komponen di sekitar prosesor CPU sehingga perlu adanya sistem yang mengatur temperatur yang di buang dibagian
kondensor menjadi maksimal 30°C-40°C. Berdasarkan hal tersebut maka penulis mencoba merancang sistem pendingin pipa kalor lurus bertingkat sehingga diharapkan dengan sistem
pendingin ini mampu mengkondisikan temperatur yang terbuang dari kondensor berada pada rentang 30°C-40°C.
2. METODE
