PENDINGIN KABIN MOBIL AVANZA TIPE G DI MUSIM
KEMARAU MENGGUNAKAN TEKNOLOGI TERBARUKAN
BERBASIS TERMOELEKTRIK
PROPOSAL PENELITIAN
Disusun Oleh:
NAMA : MOCHAMMAD SAIFUDIN
NIM : H1F114205
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
BANJARBARU
2016
TERIMA KASIH KEPADA
Wakil Rektor Bidang Perencanaan, Kerjasama dan
Humas
Prof. Dr. Ir. H. Yudi Firmanul Arifin, M.Sc
Kepala Prodi Teknik Mesin
Achmad Kusairi S, ST,. MT., MM.
Mahasiswa
Mochammad Saifudin
Wakil Rektor Bidang Akademik
Dr. Ahmad Alim Bachri, SE., M.Si
Wakil Rektor Bidang Kemahasiswaan dan Alumni
Dr. Ir. Abrani Sulaiman, M,Sc
Wakil Rektor Bidang Umum dan Keuangan
Dr. Hj Aslamiah, M.Pd., Ph.d
Dosen Pengampuh
Prof. Dr. Qomariyatus Sholihah Amd. Hyp, ST, M.Kes.
Dekan Fakultas Teknik
Dr. Ing. Yulian Firmana Arifin, ST., MT
Rektor Universitas Lambung Mangkurat
Prof. Dr. H. Sutarto Hadi, M.Si., M.Sc
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya ucapkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan
Rahmat-Nya, sehingga saya dapat menyelesaikan Proposal Tugas Akhir yang
berjudul “Pendingin Kabin Mobil Avanza Tipe G Di Musim Kemarau Menggunakan
Teknologi Terbarukan Berbasis Termoelektrik” dengan baik sesuai dengan waktu
yang telah ditetapkan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada Ibu Prof.
Dr. Qomariyatus Shalihah, ST., M. Kes dan Ibu Agustina Hotma Uli T sebagai
dosen pengampu mata kuliah metodologi penelitian yang telah menyediakan
materi-materi yang diperlukan untuk menyusun proposal ini.
Tidak lupa penulis meminta maaf jika dalam pembuatan proposal ini
terdapat kesalahan yang menyinggung pihak-pihak tertentu. Penulis sangat
mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan
proposal ini.
Semoga proposal ini dapat berguna bagi penulis dan bagi pihak-pihak
yang memerlukan.
Banjarbaru, Oktober 2016
Mochammad Saifudin
DAFTAR ISIHal
UCAPAN TERIMA KASIH................................................................................................ i
KATA PENGANTAR........................................................................................................ ii
DAFTAR ISI...................................................................................................................... iii
DAFTAR GAMBAR.......................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL..............................................................................................................v
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang...............................................................................................1
1.2 Perumusan Masalah......................................................................................2
1.3 Batasan Masalah.......................................................................................... 2
1.4 Tujuan Penelitian.......................................................................................... 3
1.5 Manfaat Penelitian........................................................................................ 3
BAB II DASAR TEORI
2.1 Penelitian Terdahulu................................................................................... 4
2.2 Perpindahan Kalor........................................................................................ 4
2.3 Heatsink....................................................................................................... 4
2.4 Coldsink........................................................................................................ 5
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Objek Penelitian........................................................................................... 7
3.2 Alat dan Bahan Penelitian............................................................................ 7
3.3 Teknik Pengumpulan Data........................................................................... 7
3.4 Prosedur Kerja.............................................................................................11
3.5 Flow Chart....................................................................................................12
3.6 Jadwal Pelaksanaan.....................................................................................13
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1 Pin, Straight and Flated Fin Heatsink Ttypes.........................................5
Gambar 2.2 Coldsink Alumunium...........................................................................6
Gambar 3.1 Posisi thermometer pada kabin mobil...................................................9
Gambar 3.2 Boundary Layer pada Kabin Mobil.......................................................10
Gambar 3.3 Pendingi kabin mobil berbasis Thermoelektrik.......................................11
Gambar 3.4 Layout Instalasi Alat pada Kabin Mobil.................................................11
Gambar 3.5 Pemasangan Alat Pada Kabin Mobil....................................................12
DAFTAR TABEL
Hal
3.1 Jadwal Pelaksanaan.........................................................................................14
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pada umumnya setelah mobil di parkirkan, bila pengguna mobil
mobil ingin mobil nya tidak panas ketika kembali ke dalam mobil,
maka pengguna mobil biasanya menutup kaca depan dengan
lembaran aluminium foil. Namun metode ini di rasa kurang efektif
untuk mengurangi panas yang terkumpul di dalam mobil karena panas
yang sudah terperangkap tidak dapat keluar. Untuk itu di perlukan
metode lain untuk mengatasi permasalahan tersebut. Diantara solusi
yang telah ada antara lain adalah kaca film dan cooling fan. Mobil
yang terjemur panas terik, bisa menghasilkan zat-zat yang
membahayakan kesehatan. Saat kita memarkirkan mobil di suatu
tempat yang terbuka di bawah sinar matahari langsung, temperatur
dalam kabin mobil akan meningkat drastic karena panas yang
terperangkap dalam kabin mobil sehingga panas menjadi
terakumulasi.
Suhu pada kabin mobil saat di parkirkan dapat mencapai 40-60
℃ , dimana kondisi tersebut tidak hanya berbahaya bagi penumpang
di dalam nya namun juga dapat merusak peralatan yang terpasang di
dalam mobil tersebut. Pengemudi ingin mobil nya tidak terlalu panas
ketika kembali ke mobilnya maka solusi termudah bagi masalah
tersebut dengan menutup kaca depan mobil dengan lembaran
aluminium foil, namun satu kekurangan dari metode ini adalah tidak
ada jaminan bahwa mobil akan lebih dingin. Dari permasalahan
tersebut di peroleh gagasan gagasan untuk dapat mengurangi panas
yang di timbulkan ketika mobil diparkiran di tempat terbuka di bawah
sinar matahari langsung.
Masalah yang dialami pada kabin mobil avanza tipe g dalam
musim kemarau sering kali terjadi perubahan suhu sekitar 300
sehingga terjadi kerusakan pada interior kabin mobil dan bahan kimia
yang terdapat di dalamnya menguap berlebihan. Dari uraian diatas
penelitian ini melakukan penelitian mengenai perubahan suhu pada
kabin mobil dengan membuat alat terbaru berbasis termoelektrik.
1.2.Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan diatas, maka
dapat dirumuskan permasalahannya sebagai berikut.
a. Bagaiamana cara mengurangi suhu temperatur dalam kabin mobil?
b. Bagaimana cara agar bahan bahan kimia didalam mobil tidak
menguap berlebihan agar menciptakan suasana yang nyaman?
1.3. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah pada penelirian ini adalah sebagai
berikut:
a. Pendingin kabin mobil berbasis termoelektrik ini dirancang untuk
mobil berjenis city car.
b. Pendingin kabin mobil berbasis termoelektrik ini dirancang untuk
kabin mobil bagian pengmudi.
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah:
a. Mengurangi temperatur dalam kabin mobil, sehingga panas yang
terakumulasi tidak menyebabkan kerusakan pada interior di dalam
kabin mobil dan bahan kimia yang terdapat di dalamnya tidak
menguap berlebihan.
b. Menciptakan suasana nyaman saat memasuki kabin mobil dan
aman dalam berkendaraan bagi pengemudi.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai
berikut:
a. Manfaat bagi peneneliti: Sebagai alternatif alat bantu pada mobil
pribadi untuk menjaga temperature tetap sejuk.
b. Bagi Program Studi S-1 Teknik Mesin: Hasil penelitian ini dapat
dijadikan refensi tambahan bagi civitas akademik Program Studi S-
1 Teknik Mesin Universitas Lambung Mangkurat.
c. Manfaat bagi perusahaan: Mengembangkan teknologi tersebut
sebagai alat terbarukan untuk mobil kedepannya.
BAB II
DASAR TEORI
2.1. Penelitian Terdahulu
Penelitian ini merujuk pada beberapa penelitian yang telah
dilakukan sebelumnya yaitu oleh:
Sandya Priyambeda (2012) meneliti tentang “PENDINGIN
KABIN MOBIL BERBASIS TERMOELEKTRIK”, diperoleh
kesimpulan yaitu apabila tidak adanya sirkulasi udara pada kabin
mobil terhadap udara lingkungan menyebabkan bertambahnya
beban temperature panas konveksi yang harus didinginkan oleh
pendingin kabin mobil berbasis termoletik ini.
2.2. Perpindahan Kalor
Perpindahan kalor terjadi karena adanya perbedaan
temperature antara dua buah benda sehingga energi mengalir dari
suhu yang lebih tinggi ke suhu yang lebih rendah. Perpindahan
dapat terjadi secara konduksi, konveksi maupun radiasi.
2.3. Heatsink
Heatsink adalah material yang dapat menyerap dan
mendisipasi panas dari suatu tempat yang bersentuhan dengan
sumber panas dan membuangnya. Heatsink digunakan pada
beberapa teknologi pendingin seperti refrijasi, air conditioning, dan
radiator pada mobil.
Gambar 2.1 Pin, Straight and Flated Fin Heatsink Ttypeshttps://upload.wikimedia.org
Heatsink adalah material yang dapat menyerap dan
mendisipasi panas dari suatu tempat yang bersentuhan dengan
sumber panas dan membuangnya seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 2.5. Heatsink digunakan pada beberapa teknologi
pendingin seperti refrijerasi, air conditioning, dan radiator pada
mobil. Gambar 2.5 Pin, Straight and Flated Fin Heatsink Ttypes
Sebuah heatsink dirancang untuk meningkatkan luas kontak
permukaan dengan fluida disekitarnya, seperti udara. Kecepatan
udara pada lingkungan sekitar, pemilihan material, desain sirip
(atau bentuk lainnya) dan surface treatment adalah beberapa faktor
yang mempengaruhi tahanan thermal dari heatsink. Thermal
adhesive (juga dikenal dengan thermal grease) ditambahkan pada
dasar permukaan heatsink agar tidak ada udara yang terjebak di
antara heatsink dengan bagian yang akan diserap panasnya.
2.4. Coldsink
Coldsink seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.5,
menggunakan mekanisme yang sama dengan heatsink namun
yang membedakan seperti dalam penamaannya adalah bila
heatsink berfungsi untuk memindahkan panas dari permukaan
benda yang ingin didinginkan, maka coldsink berfungsi sebaliknya
yaitu coldsink digunakan untuk memindahkan dingin (temperatur
yang lebih rendah) dari sisi dingin Peltier untuk mendinginkan
udara dalam kabin mobil.
Gambar 2.2 Coldsink AlumuniumRumusan yang digunakan dalam perhitungan perpindahan
kalor dari sisi dingin Peltier ke Coldsink sama dengan yang
digunakan pada Waterblock yaitu dengan menggunakan rumusan
perpindahan kalor konduksi dengan diasumsikan Coldsink
seluruhnya merupakan Alumunium.
Q = kalumunium . A . ∆T................................(12)
dimana:
Q = Kalor yang dipindahkan (Watt)
K = Koefisien Perpindahan Panas Konduksi (Watt/moC)
A = Luasan permukaan (m2)
∆T = Perbedaan temperatur sisi dingin Peltier dengan Coldsink (K)
Dari persamaan diatas akan didapatkan temperatur pada sisi
Coldsink yang akan digunakan untuk mendinginkan udara dalam
kabin mobil.
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Objek Penelitian
Objek dalam penelitian ini adalah pendingin kabin mobil Avanza
Tipe G
3.2. Alat dan Bahan Penelitian
a. Inverter
b. Termometer
c. Obeng
d. Kunci pas
e. Autocool
f. Heatsink
g. Coldsink
h. Accu
i. Elemen peltier
3.3. Teknik Pengumpulan Data
Daerah pengambilan data yang dilakukan pada kabin mobil
diharapkan dapat mewakili bagian tubuh pada manusia yang
memiliki tingkat kepekaan yang lebih tinggi terhadap suhu.
Pertimbangan ini diambil mengingat bahwa pada saat
mengemudikan mobil, tubuh harus dalam keadaan nyaman, baik
nyaman terhadap suhu di dalam kabin mobil maupun terhadap
posisi mengemudi. Apabila, pada saat pertama kali memasuki
mobil yang telah terjemur beberapa jam, maka akan terasa serbuan
hawa panas yang dapat membuat tubuh tidak nyaman. Hal ini
menyebabkan tubuh mengalami proses adaptasi terhadap suhu di
dalam kabin yang panas.
Gambar 3.1 Posisi thermometer pada kabin mobil(Sumber : Dokumentasi Pribadi)
Pada Gambar 4.1 dapat terlihat posisi thermometer yang
digunakan untuk mengambil data suhu di dalam kabin mobil pada
saat terjemur. Pada posisi T1 dan T2 ditempatkan pada kemudi
setir, pertimbangan menempatkan thermometer pada posisi
tersebut karena telapak tangan (khususnya ujung jari) memiliki
tingkat kepekaan yang cukup tinggi terhadap suhu.
Pada posisi T3 yang diasumsikan adalah bagian punggung
dari tubuh manusia dan pada posisi T4 diasumsikan daerah kepala
manusia yang merupakan pusat pengontrol seluruh bagian tubuh
manusia. Atas dasar hal-hal yang telah disebutkan maka layer yang
akan diambil secara dua dimensi seperti yang ditunjukan pada
Gambar 4.2.
3.2 Boundary Layer pada Kabin Mobil(Sumber : Dokumentasi Pribadi)
Alat pendingin kabin mobil berbasis termoelektrik ini
mengambil kebutuhan listrik dari sumber listrik pada mobil, yaitu
accu. Accu mobil mempunyai spesifikasi tegangan sebesar 12 Volt
dan rata-rata memiliki arus sebesar 40 Ampere. Sebelum
terhubung langsung dengan alat pendingin kabin mobil berbasis
thermoelektrik, accu terhubung dengan inverter.
Penambahan inverter ini bertujuan agar tegangan dan arus
yang diinginkan tidak melebihi dari yang diinginkan sesuai dengan
perhitungan pada bab terdahulu, keluaran dari inverteradalah 5 Volt
dan 20 Ampere.
Gambar 3.3 Pendingi kabin mobil berbasis Thermoelektrik(Sumber : Dokumentasi Probadi)
Inverter kemudian dihubungkan dengan alat pendingin kabin
mobil berbasis termoelektrik yang telah dirancang seperti yang
terlihat pada Gambar 3.3. Ilustrasi rangkaian dari ketiga komponen
di atas dapat dilihat pada Gambar 3.4 ,
Gambar 3.4 Layout Instalasi Alat pada Kabin Mobil(Sumber : Dokumentasi Pribadi)
Pemasangan alat pendingin kabin mobil berbasis
termoelektrik ini pada interior yang ada di kabin baris pertama di
dalam mobil, yaitu pada pelindung mata dari sinar matahari seperti
yang tampak pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5 Pemasangan Alat Pada Kabin Mobil(Sumber : Dokumentasi Pribadi)
Pemasangan alat pendingin kabin mobil berbasis
termoelektrik ini menyesuaikan dimensi dari interior mobil yang
berfungsi untuk melindungi mata dari sinar matahari.
3.4. Prosedur Kerja
Prosedur-prosedur yang dilakukan pada pembuatan alat
pendingin kabin mobil avanza tipe G:
1. Pertama desain terlebih dahulu Cabin Coolernya.
2. Hitung perpindahan kalor yang terjadi pada cabin coolernya.
3. Kemudian asumsikan temperatur sisi panas peltier 500 C.
4. Hitung lagi temperatur pada cold sink.
5. Hitung temperature pada heat sink.
6. Terakhir hitung nilai konveksinya.
3.5. Flow Chart
Flowchart perhitungan pendingin kabin mobil berbasis
thermoelektrik digunakan untuk mempermudah kita dalam
menghitung parameter yang dibutuhkan secara sistematis.
Desain Cabin Coller
Perhitungan Perpindahan
Kalor
Asusmsikan Temperatur sisi panas per liter
500C
Mengitung temperature pada
coldsink
Mengitung temperature
pada heatsink
Apakah Desain sudah
tepat?
1
Pembuatan Desain Akhir
alat
Apakah Perhitungan sudah tepat?
Kesimpulan
Tidak
Tidak
YA
YA
3.6. Jadwal Pelaksanaan
Rencana Kegiatan
Bulan
September Oktober Novenber Desember Januari
Studi Pustaka
Pengumpulan Data
Pengolahan Data
Penyusunan Laporan
Seminar Proposal
Seminar Hasil
Sidang Akhir
1Selesai
DAFTAR PUSTAKA
Bambang Yunianto, Pengujian Perpindahan Panas Konveksi pada Heatsink Plat Jenis Extrude dan Heatsink Plat dengan Slot, Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin ke-9, Palembang, 13-15 Oktober 2010.
Danardono AS, Nandy Putra dan Rita Maria Veranika, Perancangan dan Pengembangan Vaccine Carrier Box Menggunakan Model Design For Assembly (DFA), (JURNAL TEKNOLOGI, Edisi No. 1 Tahun XXII, Maret 2008, 9-14 ISSN 0215-1685)
Energy Star Supplement To Ansi/Ashrae Standard 72-2005 For Laboratory Grade Refrigerators And Freezers August 3, 2009
Goodfrey, Sara, “An Introduction to Thermoelectric Coolers”, Trenton : Melcor Corporation, 2000
Holman J.P. 1986. “Heat Transfer 6th Ed”. Singapore : McGraw-Hill Book Co.
Incopera, Frank P. and David Dewith. 2002. Fundamental of Heat and Mass Transfer. Singapore : WSE Willey.
Incopera, Frank P., Dewit., David P., “Fundamentals Of Heat and Mass Transfer”, New York Fifth edition: John Willey and Sons, 2002.
Lazuardi, Gilang, et al. 2008. ”Laporan Akhir Tugas Merancang Alat Kompres Termoelektrik”. Depok : Departemen Teknik Mesin FTUI.
Martin, Yose, “Kajian Eksperimental Penggunaan Elemen Pertiel Untuk Pendingin Ruangan,”Depok, Fakultas Teknik Universitas Indonesia,2002.
Nandy Putra, Pattas P. Siregar, RA Koestoer, Pengembangan “VACCINE CARRIER” dengan memanfaatkan efek Peltier, Seminar nasional tahunan teknik mesin III, 6-7 Desember 2004, ISBN 979-97158-0-6, Universitas Hasannudin Makasar Indonesia
Nandy Putra, Haryo Tedjo, RA Koestoer, Pemanfaatan elemen bertingkat dua pada aplikasi kotak vaksin, prosiding seminar nasional tahunan teknik mesin IV 21-22 November 2005, ISBN 979-97158-0-6 Universitas Udayana, Bali, Indonesia.
Nandy Putra, Uji unjuk kerja kotak vaksin berbasis elemen peltier ganda, seminar nasional perkembangan riset dan teknologi di bidang industry Universitas Gajah Mada Yogyakarta, 27 Juni 2006, ISBN 979-99266-1.
Nandy Putra, “Design, Manufacturing and Testing of A Portable Vaccine Carrier Box Employing Thermoelectric Module and Heat Pipe,Journal of Medical engineering and Technology”
Nandy Putra, Aziz Oktianto, Idam B, Fery Y, Penggunaan Heatsink Fan Sebagai Pendingin Sisi Panas Elemen Peltier Pada Pengembangan Vaccine Carrier, Journal Teknologi, Edisi No. 1 Tahun XXI, Maret 2007 ISSN 0215-1685
Nandy Putra, Hiban Hardanu, Parlin Adi Sugiarto, The Development of Portable Blood Carrier By Using Thermoelectrics and Heat Pipes, The 10th Internasional Conference On Quality In Research (QIR), Enginering Center University Of Indonesia, Depok 4-6 Desember 2007.
Nawita (2011, September). Mobil Terjemur Bikin Puyeng Dan Keracunan. http://mobil.otomotifnet.com/read/2011/09/27/323748/127/7/Mobil-Terjemur-Bikin-Puyeng Dan-Keracunan.
Paulke, Stefan, et al. 2007. “Air Conditioning Cabin Simulation with Local Comfort Rating of Passengers”. P+Z Engineering GmbH.
RA Koestoer, M Faradhy, Analisa Kerja Pendingin dan Pemanasan Delta Box Berbasis elemen peltier sebagai pompa kalor, Jurnal poros 2005
S.B. Riffat, Guoquan Qiu (2004). “Comparative investigation of thermoelectric air-conditioners versus vapour compression and absorption air conditioners”. Journal of Applied Thermal Engineering, 24 (2004) 1979-1993.
S.B. Riffat, S.A. Omer, Xiali Ma (2001). ” A novel thermoelectric refrigeration system employing heat pipes and a phase change material: an experience investigation ”. Journal of Renewable Energy, 23 (2001) 313-323.
S.B. Riffat, Xiaoli Ma (2003).”Thermoelectric: a review of present and potential applications”. Journal of Applied Thermal Engineering ,23 (2003)913-935.
Sutrisno, Budi. 1999. “Tesis Kajian Penerapan Kotak Pendingin Dengan Efek Peltier Sebagai Penyimpan Vaksin Di Bidang Kesehatan Untuk Puskesmas.
Sulistyo, Tri, et al. 2006. “Laporan Akhir Tugas Merancang Thermoelectric Cooler Dispenser”. Depok : Departemen Teknik Mesin FTUI.
Su’udi, Ahmad. dan Yudi, A. Eka Risano. 2011. Rancang Bangun Atap Sekunder Kabin Mobil (Secondary Cabin Roof) untuk Membantu Meringankan Kinerja AC Mobil. Bandar Lampung: Universitas Lampung.
V-Kool, Januari, 2012. http://www.v-kool-miami.com/commercial.html.Seberapa adem suhu kabin, saat dijemur di siang bolong?.