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?.