RANCANG BANGUN KOTAK PENDINGIN YANG MENGGUNAKAN ELEMEN PENDINGIN TERMOELEKTRIK DENGAN SUMBER ENERGI SURYA
RANCANG BANGUN KOTAK PENDINGIN
YANG MENGGUNAKAN ELEMEN PENDINGIN
TERMOELEKTRIK DENGAN SUMBER
ENERGI SURYA
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Wilsen Simon
NIM. 100401095
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat dan karunia-Nyalah penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul
“RANCANG BANGUN KOTAK PENDINGIN YANG MENGGUNAKAN
ELEMEN PENDINGIN TERMOELEKTRIK DENGAN SUMBER ENERGI
SURYA”.Skripsi ini disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan Pendidikan Strata-1 (S1) pada Departemen Teknik Mesin Sub bidang Konversi Energi, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Dalam menyelesaikan skripsi ini tidak sedikit kesulitan yang dihadapi penulis, namun berkat dorongan, semangat, do’a, dan bantuan baik materiil, moril, maupun spirituil dari berbagai pihak akhirnya kesulitan itu dapat teratasi. Untuk itu sebagai manusia yang harus tahu terimakasih, dengan penuh ketulusan hati penulis mengucapkan terimakasih yang tak terhingga kepada : 1.
Bapak Tulus B. Sitorus, S.T,M.T. selaku Dosen pembimbing yang dengan penuh kesabaran telah memberikan bimbingan dan motivasi kepada penulis.
2. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku Dosen pembanding I yang dengan penuh kesabaran telah memberikan kritik dan saran yang membangun.
4. Kedua orang tua penulis, Tjoa Tjoang Thiam dan Yuliwaty Juman serta adik penulis, Andrew Senjaya dan Vincentius Senjaya yang tidak pernah putus- putusnya memberikan dukungan, do’a serta kasih sayangnya yang tak terhingga kepada penulis.
5. Seluruh staf pengajar dan staf tata usaha Departemen Teknik Mesin, yang telah membimbing serta membantu segala keperluan penulis selama penulis kuliah.
6. Rekan-rekan khususnya Dwyanto, Hendri, Christianto, Stefanus, Wunardi dan seluruh rekan mahasiswa angkatan 2010 serta semua rekan mahasiswa Teknik Mesin yang telah mendukung dan memberi semangat kepada
7. Teman – teman yang selalu memotivasi khususnya Rudi Kirana, Melia Oktiva, Jusco, Michael , Deni Natalia dan semua teman
- – teman yang berada di Keluarga Mahasiswa Buddhis yang telah memberi semangat.
8. Rekan-rekan bimbingan les tempat saya mengajar seperti Jimmy Leonardo, Viera Fransisca, Jesslyn CL, Adeline, dan lain yang tidak dapat saya sebutkan semua.
9. Murid-murid yang saya ajar yang selalu memberi semangat supaya saya tidak terlalu stress.
Penulis meyakini bahwa tulisan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis akan sangat berterimakasih dan dengan senang hati menerima saran, usul, dan kritik yang membangun demi tercapainya tulisan yang lebih baik. Akhir kata penulis berharap semoga tulisan ini dapat memberi manfaat kepada pembaca, Terima kasih.
Medan, Maret 2015 Wilsen Simon
ABSTRAK
Pada sistem refrigerasi dan tata udara, belakangan ini telah dikenal teknologi pendinginan atau pemanasan teknologi termoelektrik. Termoelektrik merupakan sumber alternatif utama dalam menjawab kebutuhan energi tersebut. Kotak pendingin merupakan salah satu alat pendingin yang menggunakan sistem pendingin termoelektrik. Tujuan rancang bangun ini adalah untuk merancang kotak pendingin termoelektrik yang efisien untuk digunakan pedagang minuman dibandingkan dengan penggunaan kotak pendingin es batu beserta komponen penyusun dan juga ketahanan material yang digunakan kotak pendingin. Dalam melakukan rancang bangun akan dilakukan pemakaian styrofoam yang sering digunakan pedagang minuman, pembuatan rancangan dengan AUTOCAD 2007, penyiapan alat bahan dan perakitan kotak pendingin. Hasil rancang bangun adalah penggunaan styrofoam sebagai media tempat pendingin benda yang akan diuji. Termoelektrik yang digunakan adalah TEC 1-12706 yang mampu mencapai
o
temperatur 5
C. Akumulator yang digunakan pada sistem menggunakan akumulator merek GS 12V 70Ah. Sementara fotovoltaik yang digunakan adalah merek SA100-72M yang dapat mengeluarkan 18,9 V atau dalam seharinya 100
2 Watt. Ketahanan material untuk beban 20 kg dari aluminium 112,45 N/mm dan
2 triplek 50,45 N/mm .
Kata kunci: kotak pendingin, termoelektrik, fotovoltaik, AutoCAD, ketahanan
material.ABSTRACT
In the refrigeration and air-conditioning system, thermoelectric cooling or
heating technology have recently been recognized technology. Thermoelectric is a
primary alternative source in energy needs. Cooling box is a cooling device that
uses thermoelectric cooling system. The purpose of this tcooling box design is to
design the efficient thermoelectric cooling box used by beverage merchant
compare with ice cube cooling box, and other components along with the
durability of cooling box. Designing this cooling box use styrofoam that use most
for beverage merchant, designed by AUTOCAD 2007, preperation of tool
materials, and assembling the cooling box. The result of this design is used of
styrofoam as a cooling box to be tested. TEC 1-12706 is hoped to reach the
o temperature of 52 The durability for 20kg weight from aluminium is 112,45 N/mm and for plywood
2 is 50,45 N/mm .
Keywords: coolbox,thermoelectric, photovoltaic, AutoCAD, durability
2.5 Perpindahan Kalor.................................................................................23
2.2.4 Karakteristik Bahan
2.4.2 Beban Panas dari Dalam............................................................22
2.4.1 Beban Panas dari Luar...............................................................21
2.4 Beban Pendinginan.............................................................................21
2.2.3 Cara Kerja Fotovoltaik...............................................................20
2.2.2 Fotovoltaik (PV).........................................................................18
2.2.1 Pengertian Energi Surya ............................................................17
2.2 Energi Surya .......................................................................................17
2.2.6 Perhitungan Pendinginan Sistem Termoelektrik .......................13
2.2.5 Efek
2.2.3 Peredam Panas ........................................................................... 7
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................................................................ i
ABSTRAK .............................................................................................................. iii
ABSTRACT ........................................................................................................... iv
DAFTAR ISI ........................................................................................................... v
DAFTAR TABEL .................................................................................................. vii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... viii
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... x
DAFTAR NOTASI ................................................................................................. xi
2.1.2 Prinsip Kerja Termoelektrik ...................................................... 4
2.1.1 Sejarah perkembangan Termoelektrik ....................................... 4
2.1 Pendingin Termoelektrik ..................................................................... .4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... .4
1.5 Sistematika Penulisan ......................................................................... 3
1.4 Batasan Masalah .................................................................................. .2
1.3 Manfaat Rancang Bangun ................................................................... .2
1.2 Tujuan Rancang Bangun .................................................................... .2
1.1 Latar Belakang Masalah ...................................................................... .1
BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. .1
- – Bahan Termoelektrik .............................10
- – Efek Pendinginan Termoelektrik ...................................11
BAB III METODOLOGI PEMBUATAN...................................................27
3.1 Membuat Desain Pendingin Elemen Peltier......................................28
3.2 Mengambar Desain dengan AUTOCAD 2007..................................28
3.3 Penyiapan Alat dan Bahan ...............................................................28
3.3.1 Penyiapan Alat ........................................................................29
3.3.2 Penyiapan Bahan .....................................................................32
3.4 Perakitan Pendingin Elemen Peltier..................................................37
BAB IV RANCANG BANGUN KOTAK PENDINGIN .........................39
4.1 Rancang Bangun Kotak Pendingin...................................................39
4.2 Pemasangan Fotovoltaik (PV)...........................................................46
4.3 Skema Pengujian dan Aliran Fluida dalam Kotak Pendingin Termoelektrik..............................................................................................46
4.4 Biaya Pembuatan Kotak Pendingin...................................................48
4.5 Desain Rancang Bangun Menggunakan Software AutoCAD..........49
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .....................................................52
5.1 Kesimpulan .......................................................................................52
5.2 Saran .................................................................................................52
DAFTAR PUSTAKA........................................................................................54
LAMPIRANDAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Dimensi Styrofoam Garuda Indonesia MEA-02198 REPORT ................ 27Tabel 4.1 Karakteristik logam Aluminium ............................................................. 39Tabel 4.2 Karakteristik kayu triplek ........................................................................ 43Tabel 4.3 Perhitungan biaya pembuatan kotak pendingin ...................................... 48DAFTAR GAMBAR