PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

JUDUL PROGRAM:

Pembuatan Alat Pemanas-Pendingin Makanan dan Minuman Portabel Hemat Energi Berbasiskan Termoelektrik

BIDANG KEGIATAN:

PKM-GT

Diusulkan Oleh:

Hendy (13107139) Angkatan 2007

Hogla Tati Marbun (10108102) Angkatan 2008

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

BANDUNG

2011

LEMBAR PENGESAHAN

1. Judul Kegiatan : Pembuatan Alat Pemanas-Pendingin Berbasiskan Termoelektrik

2. Bidang Kegiatan : PKM-GT 3. Ketua Pelaksana Penelitian

a. Nama Lengkap : Hendy b. NIM : 131 07 139 c. Jurusan : Teknik Mesin d. Institut : Institut Teknologi Bandung e. Alamat Rumah : Jl. Lamping 2B Cipaganti Bandung 40131 f. No.HP : 085297030514 g. Email : hendy_yang@sindotechno.net

4. Anggota Pelaksana Kegiatan : 1 orang 5. Dosen Pendamping

a. Nama Lengkap : Dr. I Made Astina b. NIP : 132230096 c. Alamat Rumah : Jl. Ganesa No. 10, Tamansari, Bandung d. No. HP : 081322138237

Bandung, 1 Maret 2011

Menyetujui Ketua Program Studi Teknik Kimia Ketua Pelaksana Kegiatan

(Dr. Sigit Yoewono) (Hendy)

NIP. 19541102 197911 1 001 NIM. 131 07 139

Kepala Lembaga Kemahasiswaan Dosen Pendamping

Institut Teknologi Bandung,

Brian Yuliarto, Ph.D. (Dr. Ir. I Made Astina M.Eng.,Ph.D.)

NIP. 19750727 200604 1 005 NIP. 19680629 199802 1001

i

KATA PENGANTAR

Kami sangat bersyukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kekuatan dan hikmat yang diberikan-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan proposal PKM-GT berjudul Pembuatan Alat Pemanas-Pendingin Makanan dan Minuman Portabel Hemat Energi Berbasiskan Termoelektrik. Penulis berterima kasih kepada Pak Made selaku dosen pembimbing yang telah membimbing proses penelitian ini.

Alat pemanas-pendingin termoelektrik dibuat untuk menjawab kebutuhan masyarakat akan alat pemanas-pendingin yang ringan, kecil, hemat listrik, dan ramah lingkungan. Teknologi ini memakai Termoelektrik yang menggunakan teori Seeback, Peltier, dan

Thompson. Termoelektrik berukuran plat yang kecil serta hanya membutuhkan listrik untuk menghasilkan daya. Ini memungkinkan Termoelektrik untuk dirangkai menjadi alat portabel pemanas-pendingin.

Akhir kata, kami sangat menyadari kalau walaupun segala daya upaya telah dikerahkan untuk membuat laporan yang terbaik, laporan ini pastilah banyak terdapat

kekurangan. Karena itu, kami sangat mengharapkan kritik dan saran untuk perbaikan yang lebih baik.

Semoga laporan ini dapat membantu kami untuk belajar lebih baik dispenser dan teknologi termoelektrik. Kami juga sangat berharap laporan ini dapat membantu perkembangan teknologi termoelektrik di Indonesia serta memberikan kemudahan kepada manusia terutama dari segi alat pemanas-pendingin.

Bandung, 01 Maret 2011

Penulis

ii

DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................................ 2 DAFTAR ISI ............................................................................................................................ ii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................................. ii

RINGKASAN .......................................................................................................................... 1

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

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

Rumusan Masalah ............................................................................................................ 3

Tujuan .............................................................................................................................. 4

Luaran Penelitian ............................................................................................................. 4

Manfaat Penelitian ........................................................................................................... 4

BAB II. URAIAN GAGASAN .................................................................................................... 5

Spesifikasi Alat Pemanas-Pendingin yang hendak dirancang ............................................. 5

Metode Penelitian ............................................................................................................ 5

Sejarah Perkembangan Termoelektrik .............................................................................. 7

Prinsip Kerja Termoelektrik [4] ......................................................................................... 8

Pemilihan Material Termoelektrik .................................................................................... 9

Sistem Ruang Alat Pemanas-Pendingin ........................................................................... 10

KESIMPULAN ...................................................................................................................... 13

SARAN ............................................................................................................................... 13

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................................. 13

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................... 14

LAMPIRAN. RIWAYAT HIDUP PENULIS ............................................................................... 15

DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Monitor konvensional [1] dan LCD [2] ................................................................. 3

Gambar 2. Efek Seeback [2] .................................................................................................. 7

Gambar 3. Rangkaian Bagian-bagian Termoelektrik [5] ........................................................ 8

Gambar 4. Katalog Termoelektrik pada Merit Group [5] ....................................................... 9

Gambar 5. Metode ruang polos .......................................................................................... 11

Gambar 6. Gambar dinding dengan ruang berfluida ........................................................... 11

1

RINGKASAN Dalam proposal ini, penulis mengajukan gagasan untuk membuat alat pemanas-pendingin dengan teknologi Termoelektrik. Alasannya, alat pemanas pendingin merupakan kebutuhan manusia yang utama. Pemakaiannya pun terus meningkat

sekarang. Namun, alat pemanas-pendingin yang ada masih berukuran besar. Sedangkan, teknologi di zaman ini mulai beralih ke teknologi yang lebih sederhana,

seperti: monitor ke LCD, komputer ke Laptop, dll. Selain itu, alat pendingin dan pemanas yang ada cenderung tidak ramah lingkungan karena menggunakan bahan-bahan CFC (kulkas) dan bahan bakar fosil yang menghasilkan gas rumah kaca (kompor). Karena itu, penulis mengajukan suatu usulan untuk membuat usulan penelitian yang bertujuan: memilih material termoelektrik, merancang alat pemanas-pending berbasiskan Termoelektrik, dan membuat alat pemanas-pendingin portabel berbasiskan termoelektrik. Penulis mengambil landasan teori dari buku-buku teks berkaitan, penelusuran di internet, serta diskusi dengan dosen pembimbing Dr. I

Made Astina. Penulisan proposal ini dimulai dengan bagian pendahuluan yang menguraikan latar belakang, tujuan penulisan, sampai manfaat yang hendak diperoleh dari penyusunan proposal ini. Dalam bagian pendahuluan, diuraikan beberapa alat pemanas-pendingin yang telah ada serta kelemahan yang masih dimiliki. Bagian selanjutnya merupakan bagian penguraian gagasan yang memaparkan gagasan penelitian untuk menjawab latar belakang. Bagian ini juga mencantumkan beberapa solusi yang telah dibuat serta masalah yang diperoleh. Pada bagian akhir, penulis memberikan rekomendasi terhadap perwujudan gagasan ini.

BAB 1. PENDAHULUAN

Latar Belakang Kebutuhan akan alat pemanas dan pendingin tidak pernah lepas dalam hidup

manusia. Manusia butuh alat pendingin untuk menyimpan berbagai benda, seperti: bahan baku masakan (sayur, daging, bumbu masak, dll), makanan, dan minuman. Sedangkan, alat pemanas diperlukan untuk: menghangatkan masakan,

menghangatkan air untuk menyeduh teh atau kopi, serta keperluan lainnya.

2

Saat ini, alat pendingin yang kerap digunakan adalah kulkas. Kulkas semakin dibutuhkan oleh masyarakat. Hal ini dapat ditandai dengan penjualannya yang semakin lama semakin meningkat.

Pada 2010, contohnya, penjualan kulkas Sharp pada bulan April Cuma 45.000 unit. Pada bulan Mei, meningkat hingga 73,33% di bulan Mei, mencapai 78.000 unit. Lalu, pada bulan Juni, penjualan turun sedikit namun tetap tinggi, yaitu 73.000 unit. Sedangkan, pada bulan Agustus dan September masing-masing mencapai 100.000 unit, naik 66,6% dibandingkan dengan rata-rata penjualan yaitu 60.000 unit per bulan (Kontan, 2010).

Sedangkan, alat pemanas yang populer digunakan saat ini adalah kompor. Kompor merupakan kebutuhan manusia yang utama di zaman ini. Kompor hampir

terdapat di setiap rumah di Indonesia. Kompor yang sering terdapat di Indonesia, yaitu: kompor gas LPG dan kompor minyak tanah.

Pemakaian teknologi pemanas-pendingin sekarang masih terdapat berbagai

kelemahan. Alat pendingin kulkas memiliki kelemahan, yaitu: memakan ruang (dengan ukuran yang besar), memiliki ancaman terhadap lingkungan (dengan gas-gas CFC), serta masih banyak memakan daya listrik. Alat pemanas kompor pun memiliki kelemahan, yaitu: memakan ruang (dengan ukuran kompor yang masih besar + tabung gas (bagi kompor gas LPG)) dan kurang ramah lingkungan (bahan bakar fosil menghasilkan gas-gas rumah kaca).

Salah satu kelemahan alat pemanas-pendingin tersebut yang perlu diperhatikan secara khusus yaitu ukuran yang besar. Kompor dan kulkas tidak praktis

untuk dibawa ke mana-mana karena ukurannya yang besar. Sedangkan, barang dengan ukuran praktis dan fungsi yang serupa lebih menarik minat masyarakat sekarang. Monitor, contohnya. Masyarakat cenderung berganti dari TV monitor ke LCD yang memiliki ukuran lebih tipis dan ringan. Laptop pun semakin diminati karena ukuran yang lebih kecil dari komputer sehingga dapat dibawa ke mana-mana.

3

Gambar 1. Monitor konvensional [1] dan LCD [2]

Teknologi Termoelektrik dapat menjawab kebutuhan akan alat pemanas-pendingin tersebut. Termoelektrik merupakan suatu plat semikonduktor yang terdiri dari tiga bagian: semikonduktor tipe-n, semikonduktor tipe-p, konduktor, dan substrate. Termoelektrik memiliki dua sisi yang berbeda temperatur. Sisi satu merupakan sisi panas sedangkan sisi lainnya merupakan sisi dingin. Perbedaan temperatur tersebut terjadi akibat pegerakan elektron dari tembaga-semikonduktor tipe p-semikonduktor tipe n. Energi yang dibutuhkan oleh termoelektrik untuk melalui masing-masing material berbeda. Hal ini membuat pada sisi satunya, energi akan diserap terus menerus sehingga sisi tersebut menjadi dingin. Sedangkan, sisi satunya energi akan dilepas terus menerus sehingga menjadi sisi panas.

Akibat sumber pemanas-pendingin berasal dari sebuah plat kecil dengan

ukuran 40x40 mm, Termoelektrik memungkinkan untuk menghasilkan aplikasi

pemanas-pendingin dalam ukuran yang lebih kecil. Selain itu, Termoelektrik hanya membutuhkan energi elektrik untuk menggerakkannya sehingga tidak menimbulkan pencemaran bagi lingkungan.

Rumusan Masalah Pembuatan alat portabel pemanas-pendingin Termoelektrik memiliki berbagai

proses yang sangat menentukan. Pertama, pemilihan material Termoelektrik yang

tepat sangat penting untuk memastikan alat portabel Termoelektrik mampu mencapai

spesifikasi yang diinginkan. Kedua, perpindahan panas yang terjadi dalam portabel turut berperan dalam penentuan material Termoelektrik, sistem ruang dalam portabel, serta dimensi portabel tersebut. Ketiga, proses perakitan berbagai alat dan bahan

4

untuk mencegah kesalahan yang minimal dan memiliki hasil yang maksimal. Ketiga proses ini merupakan masalah yang akan dikaji dalam penelitian proses pembuatan alat portabel pemanas-pendingin Termoelektrik. Selain ketiga proses ini, proses manufaktur alat juga menjadi kajian tersendiri untuk menjamin keterbuatan alat yang sudah dirancang. Pembuatan alat pemanas-pendingin portabel Termoelektrik memerlukan evaluasi dan modifikasi untuk menghasilkan alat portabel yang semakin dekat dengan spesifikasi.

Tujuan Tujuan penelitian yang dilakukan, yaitu:

Mempelajari teknologi Termoelektrik terkhusus pemilihan Termoelektrik pada aplikasi pemanas-pendingin

Merancang alat pemanas-pending berbasiskan Termoelektrik

Membuat dan menganalisis alat pemanas-pendingin portabel berbasiskan Termoelektrik.

Luaran Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan suatu alat pemanas-pendingin

portabel berbasiskan Termoelektrik yang dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Selain itu, hasil penelitian akan disiminasikan lewat presentasi pada seminar dan publikasi dalam bentuk jurnal ilimiah.

Manfaat Penelitian Penelitian ini merupakan bagian dari pengembangan teknologi Termoelektrik

yang diaplikasikan pada alat pemanas-pendingin. Pengembangan teknologi portabel

ini turut mendukung perluasan dan pengenalan aplikasi teknologi Termoelektrik. Penelitian ini juga menghasilkan sebuah alat pemanas-pendingin portabel yang dapat bermanfaat bagi kehidupan manusiamemudahkan kehidupan manusia. Selain itu, alat ini akan diupayakan untuk ramah lingkungansebagai dukungan terhadap isu pemanasan global yang sedang mengancam bumidengan mengupayakan hemat energi dan efisiensi lebih baik dibanding dengan saat menggunakan kompor dan kulkas dengan tujuan yang sama. Penelitian ini dapat menjadi panduan dalam

5

membuat teknologi yang sama karena dalam proses pembuatan dicari metode yang paling sederhana.

BAB II. URAIAN GAGASAN

Spesifikasi Alat Pemanas-Pendingin yang hendak dirancang Penulis menentukan spesifikasi alat pemanas-pendingin yang akan dibuat sekaligus menjadi landasan penelitian. Spesifikasi alat pemanas-pendingin diperoleh dengan landasan pada alat-alat pemanas-pendingin konvensional serta perbandingan dengan kemampuan Termoelektrik. Spesifikasi yang diajukan, yaitu:

Menggunakan teknologi Termoelektrik

Ruang bagian atas untuk sisi panas dan ruang bagian bawah untuk sisi

dingin

Memiliki daya listrik lebih kecil atau sama dengan 250 W

Temperatur panas = 80oC dan Temperatur dingin = 5oC

Dapat mencapai temperatur panas dan dingin maksimum tidak

melebihi 10 menit

Berukuran kecil sekitar:

Panjang = 40 cm Lebar = 30 cm

Tinggi = 50 cm

Ringan, berat tidak melebihi: 5 kg

Seluruh komponen pada portabel tidak membutuhkan perawatan

Biayanya produksi pertama tidak melebihi 1.500.000 rupiah

Metode Penelitian Untuk mencapai tujuan penelitian, penulis membuat metode penelitian yang telah dimulai pada bulan Oktober 2010 dan diperkirakan akan selesai pada bulan Maret 2011. Metode yang penulis susun adalah sebagai berikut:

1. Tahap Persiapan (Tinjauan Pustaka) Tahap persiapan mencakup:

- Konsep Termoelektrik

6

o Konsep dasar material Termoelektrik (Goldsmid, 2009) o Metode pemilihan material Termoelektrik (Luo, 2006)

- Konsep Perpindahan Panas (Incopera dan DeWitt, 1996; konsultasi dengan Dr. Ir. I Made Astina, M.Eng Dosen Teknik Mesin ITB)

o Analisis perpindahan panas secara konveksi bebas

o Analisis perpindahan panas konduksi 1 dimensi kondisi tunak o Analisis perpindahan panas konduksi 2 dimensi kondisi tunak o Konduksi transient

- Simulasi CFD Fluent (Tuakia, 2008) - Konsep Manufaktur (Kalpakjian dan Schmid, 2006)

o Metode proses perancangan yang tepat untuk membuat dinding portabel

o Metode perakitan alat portabel yang paling efektif - Konsep Pengukuran (belajar mandiri dengan Dr. Ir. I Made Astina, M.Eng

Dosen Teknik Mesin ITB) o Metode mengukur yang temperatur ruang yang paling teliti

(menghindari kesalahan sistematis) - Sistem Kontrol (belajar mandiri dengan Dr. Ir. I Made Astina, M.Eng

Dosen Teknik Mesin ITB) o Mempelajari sistem pemasangan kontrol temperatur.

Selain tinjauan pustaka, pembelajaran materi juga dilakukan dalam diskusi dengan pembimbing Dr. Ir. I Made Astina, M.Engdosen Teknik Mesin Institut Teknologi Bandung.

2. Tahap Perancangan

a. Merancang sistem ruang yang tepat dalam Termoelektrik (menggunakan software CFD Fluent)

b. Memilih material Termoelektrik c. Membuat desain akhir dan gambar teknik d. Menetapkan proses manufaktur yang tepat

7

3. Tahap Pembuatan a. Pembuatan ruang Termoelektrik mendapat bantuan dari teknisi di

Laboratorium Teknik Produksi ITB 4. Tahap Akhir: Evaluasi dan Modifikasi

Saat ini, penulis sudah mencapai bagian perancangan alat.

Sejarah Perkembangan Termoelektrik Termoelektrik merupakan alat yang dapat mengubah energi elektrik menjadi energi Termal [2]. Konsep Termoelektrik pertama sekali dikenalkan oleh T.J. Seebeck pada tahun 1821. Seebeck menunjukkan bahwa medan magnet dapat diproduksi dengan membuat perbedaan panas di antara dua konduktor elektrik yang berbeda [3].

Gambar 2. Efek Seeback [2]

Tiga belas tahun setelah penemuan Seeback, J. Peltier menemukan efek termoelektrik yang kedua. Dia menemukan bahwa bagian dari arus listrik yang dilalui oleh dua konduktor elektrik tersebut menghasilkan panas dan dingin bergantung pada arah pegerakan elektronnya [3].

Pada awalnya, terlihat tidak ada hubungan antara penemuan Seeback dan Peltier. Namun, pada 1855, W. Thomson (yang kemudian menjadi Lord Kelvin) menemukan keterkaitan antara dua penemuan tersebut. Dengan menerapkan teori Termodinamika, dia mendapatkan hubungan antara koefisein yang ditetapkan Seebeck dan efek Peltier [3].

Thomson menemukan bahwa perlu adanya teori ketiga dari Termoelektrik untuk menunjukkan keterkatian terdapat dalam sebuah konduktor yang homogen. Efek ini dikenal sebagai efek Thomson, yaitu: terdiri dari pemanasan dan pendinginan yang

8

memiliki kemampuan keterbalikan ketika sedang berlangsung pemanasan dan pendinginan dengan aliran arus elektron [3].

Saat ini, aplikasi teknologi termoelektrik belum berkembang luas di Indonesia.

Peneliti belum menemukan adanya penelitian mengenai aplikasi alat pemanas-pendingin berbasis Termoelektrik di Indonesia melalui pencarian di Internet.

Prinsip Kerja Termoelektrik [4] Elektron akan mengalir melalui arus DC berpindah secara bebas ke konduktor tembaga termoelektrik. Elektron akan masuk dari tembaga ke sisi panas tipe p. Pada semikondutor tipe-p, elektron akan bergerak memenuhi lubang untuk dapat berpindah kembali ke tembaga. Ketika elektron memenuhi lubang, elektron harus menurunkan

tingkat energi ke energi yang lebih rendah. Pada proses ini, elektron akan melepas panas. Elektron akan berpindah dari tipe-p kembali ke konduktor tembaga. Elektron

kembali ditubruk ke tingkat energi yang lebih tinggi. Pada proses ini, elektron kembali menyerap panas. Elektron akan berpindah secara bebas melalui tembaga hingga mencapai semi konduktro tipe-n. Elektron yang hendak masuk ke dalam tipe-n harus menaikkan tingkat energi untuk berpindah melalui semi konduktor. Panas diserap ketika peristiwa ini terjadi. Akhirnya, elektron akan meninggalkan panas dari tipe-n untuk berpindah secara bebas melalui tembaga. Pada fasa ini, energi akan diturunkan ke tingkat energi yang lebih rendah. Panas dilepas dalam proses ini. Bagian elektron yang menyerap panas dan melepas panas akan disatukan dalam satu

aliran. Hal ini membuat satu sisi akan panas akibat pelepasan energi terus-menerus. Sedangkan, satu sisi akan dingin akibat penyerapan panas terus menerus.

Rangkaian tersebut akan tampak seperti gambar di bawah ini.

Gambar 3. Rangkaian Bagian-bagian Termoelektrik [5]

Pemilihan Material Pembelian material termoelektrik umumnya menggunakan beberapa

parameter populer seperti:

ingin menemukan peforma termoeletrik yang paling tinggi. Optimasi dari perhitungan-perhitungan tersebut menggunakan perhitungan sederhana ataupun bisa

langsung membuat program untuk menghitungnya. Di negaraperhitungan seperti ini dapat dilakukan le

Pertama-tama, hitung t

pada sisi panas dengan temperatur di sisi dingin.

Th: Temperatur pada sisi panas

Tc: Temperatur pada sisi dingin

Selanjutnya, cari kesesuain antar Vpembelian. Sedangkan, Pembelian Termoelektrik dilakukan secara situs: http://www.merittegroup.comdisebabkan karena situs ini merupakan situs penjualan penjualan Termoelektrik Bismuth Telluride dengan katalog yang memiliki variasi paling lengkapyang dapat ditemukan sampai sekarang.

Contoh katalog pada

Gambar

Material Termoelektrik Pembelian material termoelektrik umumnya menggunakan beberapa

parameter populer seperti: Tmax, Imax, Vmax, dan Qmax . Para perancang selalu menemukan peforma termoeletrik yang paling tinggi. Optimasi dari

perhitungan tersebut menggunakan perhitungan sederhana ataupun bisa

langsung membuat program untuk menghitungnya. Di negaraperhitungan seperti ini dapat dilakukan lewat program-program canggih.

tama, hitung temperatur maksimum merupakan selisih antara temperatur

pada sisi panas dengan temperatur di sisi dingin.

: Temperatur pada sisi panas

Temperatur pada sisi dingin

cari kesesuain antar Vmax dan Imax dengan mencocokan pembelian. Sedangkan, Pembelian Termoelektrik dilakukan secara

http://www.merittegroup.com. Pembelian Termoelektrik pada disebabkan karena situs ini merupakan situs penjualan penjualan Termoelektrik Bismuth Telluride dengan katalog yang memiliki variasi paling lengkapyang dapat ditemukan sampai sekarang.

Contoh katalog pada http://www.merittegroup.com:

Gambar 4. Katalog Termoelektrik pada Merit Group [5]

9

Pembelian material termoelektrik umumnya menggunakan beberapa

Tmax, Imax, Vmax, dan Qmax . Para perancang selalu menemukan peforma termoeletrik yang paling tinggi. Optimasi dari

perhitungan tersebut menggunakan perhitungan sederhana ataupun bisa

langsung membuat program untuk menghitungnya. Di negara-negara maju, program canggih.

emperatur maksimum merupakan selisih antara temperatur

dengan mencocokan pada katalog pembelian. Sedangkan, Pembelian Termoelektrik dilakukan secara online melalui

. Pembelian Termoelektrik pada situs ini disebabkan karena situs ini merupakan situs penjualan penjualan Termoelektrik Bismuth Telluride dengan katalog yang memiliki variasi paling lengkapsetidaknya

10

Sistem Ruang Alat Pemanas-Pendingin Ruang dalam alat pemanas-pendingin harus dirancang sedemikian rupa supaya perpindahan panas dari termoelektrik ke seluruh ruang dapat terdistribusi secara merata. Selain itu, penyebaran temperatur tidak tercampur antara bagian panas dengan bagian dingin.

Simulasi ruang termoelektrik ini dilakukan sebelum alat tersebut dibuat. Simulasi tersebut mengunakan program CFD Fluent.

I. Pemilihan material untuk dinding alat

Material dinding elektrik memiliki syarat utama yaitu konduktivitas termal yang rendah. Setelah itu, pemilihan berdasarkan pada harga yang cukup murah dan pembelian yang cukup mudah. Beberapa daftar material yang cukup sesuai untuk dinding Termoelektrik disajikan melalui tabel di bawah ini [6]:

Materials k (W/m.K) (kg/m3) m.q(kg.W/m2) Unit Price

Expanded Polystyrene Foam 0.03 5 0.108

Rp.1,000 per mm thickness

Polyurethane 0.02 1050 5.04 Rp.40,000 per kg

Silica Aerogel 0.003 1,9 0.0014 $3,700 per sheet

Fiberglass 0.038 32 0.292 $2.78 per m2

Cork 0.039 120 1.123 $19.4 per m2

Sistem ruang sendiri mendapat berbagai persoalan. Sistem ruang yang semula yaitu ruang polos dibalut material dinding memiliki kelemahan dalam pendistribusian temperatur. Temperatur memiliki waktu jalar yang lebih lama. Pendistribusian temperatur tersebut hanya bisa pada bagian bawah tetap kurang merata untuk bagian atas.

11

Gambar 5. Metode ruang polos

Karena itu, penulis menawarkan solusi dengan menambah fluida pada dinding alat termoelektrik. Penambahan fluida terdiri atas dua jenis: fluida panas untuk bagian atas dan fluida dingin untuk bagian bawah.

Jadi, termoelektrik akan terlebih dahulu memanaskan fluida tersebut. Akibat panas yang diterimanya, fluida tersebut akan bergerak ke atas dan memindahkan panas

secara konveksi ke ruang bagian atas. Oleh karena itu, fluida harus memiliki titik didih sekitar 80oC. Sedangkan, pada sisi dingin, termoelektrik akan mendinginkan

fluida. Karena didinginkan, fluida tersebut akan turun ke bawah. Akibatnya, fluida tersebut akan memindahkan dingin secara konveksi pada ruang di bagian bawah. Karena itu, fluida dingin diharapkan memiliki temperature didih lebih sedikit dari 5oC. Diharapkan, metode ini dapat membuat panas dan dingin tersebar secara merata.

Gambar 6. Gambar dinding dengan ruang berfluida

Fluida pada dinding belum ditentukan. Selain memilih dengan kriteria titik didih dan beku, fluida tersebut tidak boleh mencemari dalam ruangan sebab ruang tersebut.

12

Tahap Pembuatan Pembuatan alat portabel Termoelektrik melalui berbagai tahap. Tahap pertama adalah membentuk ruang. Ruang tersebut akan memakai material dinding. Proses pembentukannya adalah dengan cara cor. Pemasangan pintu merupakan bagian selanjutnya. Pintu dibuat dengan memasang pintu sliding agar kerapatan dapat terjadi. Setelah itu, bagian tengah dibuat, yaitu: wadah termoelektrik. Pemasangan Termoelektrik akan dilakukan secara palarel. Termoelektrik akan dipasang bersamaan dengan sensor temperature yang berfungsi mengontrol temperature dalam ruangan dan arus listrik yang masuk dan keluar. Setelah pemasangan tersebut usai, sensor

temperatur akan dipasang dan berlanjut ke tahap pengujian.

Tahap Iterasi Setelah alat portabel Termoelektrik selesai dibuat, alat tersebut haruslah mengalami tahap evaluasi dan modifikasi. Tahap ini perlu untuk membuat alat portabel Termoelektrik mencapai spesifikasi yang diinginkan. Pengevaluasian alat meliputi: temperatur maksimum yang dicapai, penyebaran temperatur per satuan waktu, serta laju perpindahan panas dalam ruang. Setelah evaluasi dilakukan, tahap selanjutnya adalah analisis permasalahan dan solusi. Solusi pada masalah dialat dikerjakan dalam modifikasi agar alat semakin mendekati spesifikasi yang diinginkan.

Alat pemanas-pendingin makanan-minuman Portabel berbasis termolektrik ini dapat digunakan dalam aplikasi kehidupan sehari-hari. Alat ini dapat dipoles bentuknya lebih cantik dan modern. Namun, perwujudan hal itu tentu saja harus berkerja sama dengan perusahaan-perusahaan modern. Bila bentuknya sudah lebih bagus dan lebih indah dipandang, alat portabel ini tentunya merupakan saingan berat bagi kulkas dan

kompor gas dalam pemakaian sehari-hari. Sebab, selain lebih kecil dan hemat energi, alat ini pasti memiliki harga produksi yang lebih rendah daripada kulkas konvensional + kompor gas. Sebab, komponen yang dibutuhkan lebih sedikit, kecil, dan sederhana. Oleh karena itu, alat portabel ini juga merupakan peluang bisnis yang sangat berpotensi di masa depan. Namun, kerja sama semua pihak dalam mengembangkan alat portabel pemanas-pendingin ini sangatlah dibutuhkan.

13

BAB III. KESIMPULAN Alat pemanas-pendingin portabel Termoelektrik merupakan salah satu aplikasi teknologi Termoelektrik yang memberikan beberapa keunggulan dari alat pemanas-pendingin yang ada sekarang, yaitu: ringan, portabel, hemat listrik, dan ramah lingkungan. Karena menjawab kebutuhan masyarakat dan sesuai dengan tantangan zaman, alat pemanas-pendingin Termoelektrik sangat menjanjikan untuk menjadi teknologi masa depan. Oleh karena itu, pengembangan aplikasi pemanas-pendingin portabel Termoelektrik harus terus dilakukan.

BAB IV. SARAN 1. Alat pemanas-pendingin Termoelektrik merupakan teknologi masa depan

yang sangat menjanjikan dalam pemasaran sehingga harus terus menerus dikembangkan. Universitas merupakan tempat yang tepat untuk mengembangkan karena terdapat banyak ahli dan peralatan yang mendukung.

2. Pengembangan teknologi ini memerlukan kerja sama antar jurusan. Oleh karena itu, setiap jurusan dapat berperan dalam pengembangan alat portabel ini.

3. Pemerintah maupun industri punya peran dalam membantu menyediakan dana dalam penelitian. Sebab, penelitian ini membutuhkan berbagai biaya dalam membeli software maupun alat bahan penelitian

4. Adanya kerja sama dengan perusahaan dalam manufacturing sehingga alat ini dapat memiliki tampilan yang lebih indah dan menggoda selera pembeli

5. Adanya kerja sama dengan sebuah konsultan bisnis untuk mulai memasarkan alat portabel ini karena alat ini sangat menjawab kebutuhan masyarakat akan pemanas-pendingin, yaitu: kecil, ringan, murah, dan hemat energi.

BAB V. DAFTAR PUSTAKA 1. Penjualan Kulkas Sharp Naik 66,6% di

http://industri.kontan.co.id/v2/read/industri/41294/Jelang-Lebaran-Penjualan-Kulkas-Sharp-Naik-666 akses di 2011

2. http://www.thermoelectrics.caltech.edu/history_page.htm akses di 2010

14

3. Goldsmid, J.H. (2009) Introduction to Thermoelectriciy. Springer. New York.

4. http://www.enertron-inc.com/enertron-resources/PDF/Thermoelectric-

Cooling-basics.pdf 5. Luo, Zhaoxia. (2008). A Simple Method To Estimate The Physical

Characteristics Of A Thermoelectric Cooler From Vendor Datasheets tersedia di http://www.electronics cooling.com/2008/08/a simple method to estimate The Physcical Characteristics Of A Thermoelectric Cooler From

Vendor Datasheets.pdf (akses di 2010). 6. Rianto, H., Martowibowo, S.Y. (2010). Modeling and Prototyping a Mini

Portable Thermoelectric Beverage Cooling Device di ICCHT2010 - 5th International Conference on Cooling and Heating Technologies Bandung, Indonesia December 9th to 11th.

BAB VI. DAFTAR GAMBAR 1. http://4.bp.blogspot.com/_7XAU15RDx-

c/St2HxAt4QQI/AAAAAAAAAAk/OPw7PCiwBvA/s320/17+CRT.jpg akses di 2011

2. http://1.bp.blogspot.com/_T1qWY6RzsE4/TPvkJ8jCaTI/AAAAAAAAAA0/9O-y-eZHkFM/s1600/lg-w1941s-lcd-monitor.jpg akses di 2011

3. http://chem.ch.huji.ac.il/history/seebeck.html. akses di 2010 4. http://www.enertron-inc.com/enertron-resources/PDF/Thermoelectric-

Cooling-basics.pdf akses di 2010 5. http://www.merittegroup.com/P_TEC127CS.asp akses di 2010

15

BAB VII. LAMPIRAN. RIWAYAT HIDUP PENULIS

Nama : Hendy

NIM : 131 07 139

TTL : Pematangsiantar, 14 Desember 1989

Alamat Bandung : Jl. Lamping 2B Cipaganti Bandung 40131

No Telp : 085297030514

Program Studi : Teknik Mesin

Fakultas : Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara

Riwayat Pendidikan : SD Methodist Pematangsiantar

SMP Methodist Pematangsiantar

SMA Methodist Pematangsiantar

Teknik Mesin Institut Teknologi Bandung

Nama : Hogla Tati Marbun

NIM : 101 08 102

TTL : Solok, 3 September 1990

Alamat : Jl. Ciumbeleuit Gg. Durahman no.48/155a

No Telp : 085263713031

Program Studi : Matematika

Fakultas : Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Riwayat Pendidikan : SD Fransiskus Bukit Tinggi

SMP Xaverius Bukit Tinggi

SMAN 1 Bukit Tinggi

Matematika Institut Teknologi Bandung