BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Refrigerator atau kulkas

1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Refrigerator atau kulkas merupakan perangkat elektronik rumah tangga yang
digunakan untuk mengawetkan makanan, mendinginkan minuman, membuat es, dan
keperluan lainnya. Prinsip kerja refrigerator adalah memindahkan kalor dari ruang
yang akan didinginkan ke ruang lain. Secara umum refrigerator yang digunakan
seperti
sistem
refrigerasi
kompresi
uap
dan
sistem
refrigerasi
absorpsi,
menggunakan fluida kerja yang berfungsi sebagai zat penyerap dan pembuang kalor.
Zat cair ini akan menyerap kalor ketika melalui bagian yang akan didinginkan dan
melepaskannya ke lingkungan. Setelah melepaskan kalor refrigerant akan kembali
menyerap kalor dari ruang yang didinginkan dan melepasnya ke lingkungan.
Begitulah seterusnya.
Pendinginan makanan dan minuman sudah menjadi salah satu kebutuhan
dasar bagi masyarakat modern karena dapat meningkatkan kualitas rasa dan higienis
makanan dan minuman tersebut. Di samping itu, masyarakat modern juga dituntut
untuk memiliki mobilitas yang tinggi. Mengingat refrigerator atau kulkas yang secara
umum memiliki ukuran yang besar dan tidak efisien untuk dibawa bepergian
tentunya perlu dimanfaatkan sistem refrigerasi yang tidak menghabiskan banyak
tempat dan dapat dibawa bepergian. Sistem refrigerasi thermoelektrik merupakan
salah satu solusi untuk memenuhi kebutuhan akan pendingin atau pemanas makanan
dan minuman. Pada sistem refrigerasi thermoelektrik terdapat suatu komponen
thermoelektrik yang dikenal dengan elemen peltier yang dapat berfungsi sebagai
pompa kalor. Komponen ini banyak digunakan pada kotak pendingin (cool box),
pendingin prosesor komputer, vaksin dan lain sebagainya. Elemen peltier
mempunyai bentuk yang compact dan dapat diaplikasikan dengan daya yang relative
kecil. Dalam aplikasinya elemen peltier digunakan pada kotak penyimpanan
makanan dan minuman yang dapat digunakan sebagai pendingin atau pemanas
2
dengan memanfaatkan aliran arus searah (DC) dari aki mobil atau sepeda motor
sehingga dapat dibawa bepergian, tidak menghabiskan banyak tempat dan dapat
dimanfaatkan pada tempat-tempat yang tidak terjangkau aliran listrik.
Perubahan fungsi sistem refrigerasi thermoelektrik sebagai pendingin
menjadi pemanas dapat dilakukan dengan cara mengubah arah aliran arus yang
melewati elemen peltier sehingga ruang yang berfungsi sebagai tempat pendinginan
akan berfungsi sebagai ruang pemanas. Sebagai pemanas, prinsip kerjanya adalah
mengambil kalor dari lingkungan dan melepaskannya pada ruang pemanas. Sehingga
penggunaan dari sistem refrigerasi thermoelektrik ini dapat menyesuaikan dengan
kondisi lingkungan dan tujuan penggunaannya.
Beberapa parameter yang berpengaruh terhadap performansi suatu sistem
refrigerasi thermoelektrik adalah input daya yang diberikan ke sistem, jumlah beban
refrigerasi, serta temperatur lingkungan sebagai tempat pelepasan atau penyerapan
panas (Dincer & Kanoglu, 2010). Dalam pengaplikasian sistem refrigerasi
thermoelektrik, kondisi temperatur lingkungan yang berubah-ubah akan berpengaruh
terhadap performansi sistem refrigerasi thermoelektrik. Selain itu jumlah beban
refrigerasi yang diberikan akan mempengaruhi performansi dari sistem refrigerasi
termoelektrik karena akan mempengaruhi kemampuan sistem untuk membuang atau
menyerap kalor ke lingkungan, hal ini akan dipengaruhi pula oleh kondisi
lingkungan dimana proses pembuangan atau penyerapan kalor terjadi.
Atas dasar hubungan yang saling berkaitan antara temperatur lingkungan
dengan jumlah beban refrigerasi maka perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui
performansi dari sistem refrigerasi thermoelektrik sebagai pemanas akibat variasi
beban refrigerasi dan temperatur lingkungan.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun
yang
menjadi
rumusan
masalah
dalam
sistem
refrigerasi
thermoelektrik sebagai pemanas adalah bagaimana performansi dari sistem tersebut
yang meliputi temperatur pemanasan, laju pemanasan, dan COP (Coefficient Of
3
Performance) sistem akibat variasi beban refrigerasi dan variasi temperatur
lingkungan.
1.3 Batasan Masalah
Dengan luasnya ruang lingkup yang ada maka penulis membatasi ruang
lingkup kajian yang dilakukan agar terfokus sehingga memungkinkan kajian yang
lebih mendalam, sehingga penulis membatasi masalah sebagai berikut :
1. Menggunakan box pemanas dengan elemen Peltier.
2. Variabel yang dianalisa terbatas hanya pada sistem thermoelektrik dengan
variasi temperatur lingkungan dan pembebanan menggunakan air.
3. Menggunakan dua jenis semikonduktor yaitu semikonduktor tipe-n dan jenis
semikonduktor tipe-p dengan bahan Bi2Te3 (bismuth telluride).
4. Penggunaan arus DC dari accu mobil sebagai input daya pada sistem.
5. Daya input alat sebagai pemanas sebesar 34 watt.
6. Box pemanas terbuat dari bahan plastik yang diisolasi dengan styrofoam.
7. Temperatur lingkungan setelah disetting dianggap dalam keadaan relatif
konstan
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukan penelitian ini adalah untuk mengetahui performansi dari
sistem refrigerasi thermoelektrik sebagai pemanas meliputi temperatur pemanasan,
laju pemanasan dan COP (Coefficient Of Performance) sistem akibat variasi beban
refrigerasi dan variasi temperatur lingkungan yang diberikan sehingga didapatkan
kondisi kerja terbaik dari sistem refrigerasi thermoelektrik yang digunakan.
4
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah :
1. Dengan penelitian ini diharapkan nantinya dapat menjadi acuan dalam
pemanfaatan sistem refrigerasi alternatif yang ramah lingkungan.
2. Pemanfaatan sistem refrigerasi thermoelektrik ini dapat diaplikasikan pada
kendaraan seperti mobil dan sepeda motor sehingga dapat dibawa bepergian
serta tidak memerlukan tempat yang luas.
3. Dapat diaplikasikan pada tempat-tempat yang tidak terjangkau aliran listrik
dengan memanfaatkan aki mobil atau sepeda motor sebagai sumber Daya
Listrik.
4. Menjadi referensi tambahan untuk penelitian selanjutnya sehingga
dapat
menghasilkan penelitian yang lebih mendalam mengenai sistem refrigerasi
thermoelektrik.
1.6 Metodelogi Penulisan
Adapun metodologi penulisan yang digunakan dalam melakukan penelitian ini
adalah sebagai berikut :
1. Metode Eksperimental
Merupakan metode pengumpulan data dengan cara melakukan pengujian
pada alat.
2. Metode Kajian atau studi Literatur
Merupakan metode pengumpulan data dengan cara membaca buku-buku atau
referensi yang ada kaitannya dengan materi yang disusun.