Volume  11  No.1 Januari 2019 ISSN : 2085 – 1669 e-ISSN : 2460 – 0288 Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/jurtek Email :  jurnalteknologi@umj.ac.id

## U  N  I  V  E  R  S  I  T  A  S   M  U  H  A  M  M  A  D  I  Y  A  H   J  A  K  A  R  T  A

## STUDI EKSPERIMENTAL PENDINGIN UDARA (AIR COOLER) DENGAN THERMO-ELECTRIC PADA KABIN MOBIL
Gaga Putra Setiawan 1, * , Oktavi Barkah Lukmana 1 , David Prayogo 1 , Muji Setiyo 1 1 Program Studi Mesin Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas Muhammdiyah Magelang Jl.Mayjend Bambang Soegeng Km.05 Mertoyudan Magelang *E-mail: gagaputrasetiawan87@gmail.com
Diterima: 6 Juli 2018 Direvisi: 10 Oktober 2018 Disetujui: 7 Desember 2018

## ABSTRAK
Temperatur  berlebihan  dalam  kabin  mobil  selama  parkir  dibawah  sinar  matahari  telah  menjadi  kekhawatiran banyak peneliti karena mempercepat kerusakan kompartemen interior mobil dan berbahaya bagi kesehatan. Oleh karena  itu,  penelitian  ini  membahas  prototipe  pendingin  udara  untuk  sistem  pendingin  kabin  mobil  dengan thermo-electric yang  didukung  oleh  sel  surya.  Prototipe  sistem  pendingin  berbasis thermo-electric dibuat menggunakan  2  buah  TEC  tipe TEC1-12706.  Hasil  pengujian  menunjukkan  bahwa  prototipe  sistem  pendingin mampu menghasilkan daya pendinginan sebesar 339 Watt dan menurunkan temperatur kabin sebesar 10 o C.
Kata kunci: Temperatur kabin mobil, thermo-electric, daya pendinginan.

## ABSTRACT
Excessive temperatures in the car cabin during parking under the sun has been the concern of many researchers as  it  accelerates  the  damage  to  the  car's  interior  compartment  and  is  harmful  to  health.  Therefore,  this  study discusses the prototype of air cooler for the car cabin cooling system with thermo-electric which is supported by a solar cell. The prototype of the thermo-electric cooling system was made using 2 TEC type TEC1-12706. The test  results  showed  that  the  prototype  of  the  thermo-electric  cooling  system  was  able  to  produce  the  cooling power of 271 Watt and lower the cabin temperature by 8 oC.
Keywords : Car cabin temperature, thermo-electric, cooling power.

## PENDAHULUAN
Seiring  dengan  pertumbuhan  ekonomi  di Indonesia, kebutuhan akan transportasi
semakin meningkat. Jumlah kenaikan kendaraan bermotor khususnya mobil mengalami kenaikan dari tahun ke tahun. Data Badan  Pusat  Statistik  menyebutkan  dari  8,89 juta  unit  pada  tahun  2010  menjadi  13,48  juta unit  pada  tahun  2015.  Namun  pertumbuhan jumlah  kendaraan  ini  berbanding  terbalik
dengan  ketersediaan  lahan  parkir.  Fakta  yang sering  kita  jumpai  saat  ini,  bahu  jalan  dan lapangan-lapangan  terbuka  beralih  sebagai tempat  parkir  akibat  terbatasnya  lahan  parkir yang tertutup (Radar, 2017).
Saat  kita  memarkir  mobil  di  tempat  yang terbuka  dibawah  sinar  matahari  langsung, temperatur dalam kabin mobil akan naik secara drastis  karena  panas  yang  terperangkap  dan
tidak  ada  sirkulasi  di  dalam  kabin  mobil (Ferdian, 2014). Dalam studi ini, ketika sebuah mobil  yang  diparkir  terpapar  panas  matahari yang  lama,  kabin  mobil  akan  terasa  sangat panas  sehingga  memerlukan  waktu  beberapa saat  bagi  pengendara  mobil,  untuk  mencapai kenyamanan.
Temperatur  kabin  mobil  saat  diparkir  dapat mencapai  50-60°C  seperti  yang  terlihat  pada Gambar  1.  Kondisi  tersebut  tidak  hanya membahayakan  penumpang,  tetapi  juga  dapat merusak  peralatan  panel-panel  aksesoris  yang terpasang pada interior mobil (Anonim, 2016). Selain  itu,  tidak  adanya  sirkulasi  udara  pada kabin  mobil  terhadap  udara  lingkungan  juga menyebabkan  bertambahnya  beban  temperatur panas (Priyambada, 2012).
Gambar 1 . Temperatur di dalam Kabin Mobil Setelah  Terpapar  Sinar  Matahari  (Priyambda, 2012)
Beberapa  penelitian  tentang thermoelectric sebagai  media  pendingin  sudah  dilakukan, diantaranya pembuatan pendingin kotak minuman
dengan menggunakan thermoelectric ,  hasil  yang  dicapai  temperatur kotak minuman mencapai 14,3 o C tanpa beban pendingin dan 16,4 o C dengan beban pendingin air  sebanyak  1  liter  (Aziz,  2015) . Selain  itu, hasil  penelitian  Nulhakim  (2017)  menyatakan pendingin  ruangan  dengan  menggunakan thermoelectric mampu menghasilkan temperatur  dingin  hingga  20 o C,  dimana kecepatan aliran udaranya 1 m/s dengan waktu selama 30 menit. Penelitian pendingin berbasis thermoelectric menarik  untuk  dilakukan, dimana  pemanfaatan  teknologi thermoelectric sebagai  media  pendingin  khususnya  pada bidang  otomotif  belum  banyak  dilakukan, dengan  penelitian  ini  diharapkan  kedepannya dapat menggantikan pendingin konvensional.

## METODE PENELITIAN Alat dan Bahan
Studi  Eksperimental  ini  dilakukan  di  sebuah mobil  penumpang  Hyundai  Atoz.  Sebuah thermo-electric  dirakit  dan  ditempatkan  dalam bagasi  belakang  dengan  sumber  energi  yang disuplai  dari  panel  surya  yang  ditempatkan diatap  kabin.  Desain  eksperimennya  disajikan dalam Gambar 2 sebagai berikut.
Gambar 2 .  Prototipe thermo-electric
Prototipe  sistem  pendingin  berbasis  t hermo- electric dibuat menggunakan 2 buah TEC tipe TEC1-12706.  Rangkaian  sambungan  untuk dua buah thermo-electric menggunakan sambungan  paralel  untuk  menjaga  tegangan suplay.  Sel  surya  dipasang  sebagai  sumber tenaga listrik. Heatsink dan  fan  dipasang  pada bagian sisi dingin dan panas dengan menggunakan  pasta  sebagai  perekat  sekaligus media  perambatan  panas. Heatsink bagian  sisi panas  ukurannya  lebih  besar  dari  pada  sisi dingin, diharapkan dapat lebih cepat menyerap panas  yang  dikeluarkan  oleh thermo-electric , panas  yang  diserap  akan  dibuang  oleh fan .
Heatsink extrude  dipilih  karena  memiliki kinerja lebih baik daripada model heatsink slot. Penggunaan  kipas  untuk  membuang  panas pada heatsink sisi  panas  dan  dingin  pada  sisi dingin TEC. Isolator yang digunakan berbahan styrofoam ,  penggunaan  isolator  ini  untuk mengurangi  perambatan  panas  antara  sisi dingin dan panas pada dinding.

## Desain Pengambilan Data
Dalam studi ini, 3 buah thermokopel dipasang di  dalam  kabin  masing  masing  di  bagian depan,  tengah,  dan  belakang  serta  1  buah thermokopel  yang  dipasang  pada  sisi  luar mobil untuk mengukur temperatur lingkungan. Penempatan  thermo-electric  dan  thermokopel disajikan dalam Gambar 3 sebagai berikut.
Jurnal Teknologi 11 (1) pp 79- 84 © 2019
T1 T2 T3 T4 Cold air Hot air TE
Gambar  3 .    Penempatan  thermo-electric  dan thermokopel
Data  temperatur  dari  thermokopel  direkam dengan 4 buah thermo-controller. Data diambil dari  jam  09.00  sampai  jam  13.00  WIB  yang mewakili kondisi panas di siang hari.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Daya Pendinginan
Sebelum diaplikasikan pada kendaraan, prototipe  sistem  pendingin  diuji  dahulu  diluar kabin.  Dari  hasil  pengujian  kinerja  tersebut, diperoleh  daya  pendinginan  oleh  prototipe sebagai berikut:
(1)
Dimana adalah daya pendinginan (Watt), adalah  laju  aliran  massa  udara  (kg/s), adalah  kalor  jenis  udara  (J/kg o C),  dan
adalah  perbedaan  temperatur  sisi  masuk  dan sisi  keluar  heat  shink.  Dalam  studi  ini,  laju aliran masssa udara dihitung dengan mengalikan  kapasitas  aliran  udara  (Q)  dengan densitas  udara  ( ).  Sementara  kapasitas  aliran udara  (Q)  dihitung  dengan  mengalikan  antara luasan  aliran  flow  meter  Lutron  LM-8010 dengan  kecepatan  udara  yang  terbaca  di  flow meter (m/s).
Dengan  kecepatan  udara  34  m/s  dan  luasan flow  meter  sebesar  814  mm 2 (0,000814  m 2 ), densitas  udara  1,225  kg/m 3 , udara  sebesar 10 o C,  serta  nilai  kalor  jenis  udara  sebesar 1000  J/kg o C,  maka  daya  pendinginan  yang dihasilkan oleh prototipe adalah sebesar:
= 1,225 x 34 x 0,000814 x 1000 x 10
= 339 Watt

## Hasil Pengujian
Dari  desain  yang  dibuat,  telah  dilaksanakan pengujian  prototipe  pada  dua  kondisi  yang berbeda, yaitu tanpa thermo electric (TTE) dan dengan  thermo  electric  (DTE).  Pengujian dilaksanakan dari jam 09.00 sampai jam 13.00 yang  mewakili  kondisi  panas  pada  siang  hari. Temperatur lingkungan saat pengujian disajikan dalam Tabel 1. sebagai berikut.
Tabel 1. Temperatur lingkungan saat pengujian Pukul 09 10 11 12 13 TL TTE 34 34 34 35 35 TL DTE 34 34 34 35 35
Hasil  pengujian  pada  3 titik  pengambilan  data (kabin  depan,  kabin  tengah,  dan  kabin belakang)  serta  rata  ratanya  disajikan  dalam Gambar  4. sebagai berikut.
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 09.00 10.00 11.00 12.00 13.00 Te m p e ra tu r ( o C) Waktu  pengujian Temperatur Kabin depan T2 TTE T2 DTE 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 09.00 10.00 11.00 12.00 13.00 Te m p e ra tu r ( o C) Waktu  pengujian Temperatur Kabin Tengah T3 TTE T3 DTE 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 09.00 10.00 11.00 12.00 13.00 Te m p e ra tu r ( o C) Waktu  pengujian Temperatur Kabin Belakang T4 TTE T4 DTE 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 55,00 60,00 65,00 70,00 09.00 10.00 11.00 12.00 13.00 Te m p e ra tu r ( o C) Waktu  pengujian Temperatur Kabin Rata rata T rata-rata TTE T rata-rata DTE
Gambar  4. Hasil  penggujian  kinerja  sistem  pendingin  kabin  dengan  thermo-electric  (TTE:  Tanpa Themo-electric; DTE: Dengan Thermo-electric)

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  dilakukan, sistem pendingin kabin dengan thermo-electric bersumber  daya  dari  solar  cell  mampu menurunkan temperatur kabin rata rata sebesar 10 o C  dengan  pendinginan  yang  dibangkitkan thermo-electric  sebesar  339  Watt.  Hasil pengujian  prototipe  ini  menunjukkan  bahwa sistem pendingin kabin dengan thermo-electric sangat menjanjikan untuk menurunkan temperatur  berlebih  dalam  kabin  mobil  saat parkir dibawah sinar matahari secara langsung, sehingga  kerusakan  kompartemen  interior mobil dapat dikurangi.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penelitian ini dibiayai oleh Belmawa
Kemenristekdikti  melalui  hibah  PKM-P  tahun 2018  dan  dilaksanakan  di  Laboratorium
otomotif Universitas
Muhammadiyah Magelang.    Untuk  itu  diucapkan  terimakasih pada kedua institusi.

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2016. Ini Bahaya yang Dapat Timbul bila
Mobil Sering Dijemur . http://daihatsu.co.id/kokgituya/article/ otomotif/ini-bahaya-yang-dapat- timbul-bila-mobil-sering-dijemur diakses pada 21 November 2017 Aziz,  Azridjal.,  dkk.  2015. Aplikasi  Modul Pendingin Termoelektrik Sebagai Media  Pendingin  Kotak  Minuman . Jurnal  Rekayasa  Mesin  Polines.  Vol 10, pp 32-38.
Ferdian,  Azwar.  2014. Inilah  Efek  Buruk Panas  Matahari  pada  Mobil .  Artikel.
Jurnal Teknologi 11 (1) pp 79- 84 © 2019
http://otomotif.kompas.com/read/2014/ 10/08/125909215/Inilah.Efek.Buruk.P anas.Matahari.pada.Mobil diakses
pada 21 November 2017
Jansen,  T.J.  1995. Teknologi  Rekayasa  Sel Surya . Jakarta: PT Pradnya Paramita Kurniawan, A. 2014, Pengembangan Semikonduktor  Tipe-P  Untuk  Modul Thermoelectric Berbasis Material ZnO .
Lorenzo,  Eduardo.  1994. Solar  Electricity , Engineeringof  Photovoltaic  Systems . Polytechnic  University  of  Madrid: Institute of Solar Energy Nulhakim,  Lukman.  2017. Uji  Unjuk  Kerja Pendingin  Ruangan  Berbasis  Thermo
Electric  Cooling .  Jurnal  SIMETRIS,
Vol 8 No 1, pp 85-90
Paulke,  Stefan,  et  al.  2007. Air  Conditioning
Cabin  Simulation  with  Local  Comfort
Rating of Passengers . P+Z Engineering GmbH
Priyambada,  Sandya.  2012. Pendingin  Kabin Berbasis Thermoelectric . Skripsi. Depok: Universitas Indonesia
Radar.  2017. Bahu  Jalan  Masih  jadi  Lahan Parkir .  http://radarselatan.fajar.co.id/ 2017/01/19/bahu-jalan-masih-jadi- lahan-parkir/ diakses pada 21 November 2017 Rohman,  A.  2014. Rancang  Bangun  Sistem Pendingin Pada Kaca Depan Kendaraan Menggunakan Termoelektrik Pendingin . Rusminto, Tjatur  W.  2003. Solar  Cell  Sumber Energi masa depan yang ramahlingkungan . Jakarta: Berita
Iptek.