## STUDI PENGGUNAAN MODUL THERMOELEKTRIK SEBAGAI SISTEM PENDINGIN PORTABLE

## Jenny delly,ST.MT, Muhammad Hasbi,ST.MT, Indra fitra alkhoiron
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo, Kendari
E-mail: Indra.alkhoiron@yahoo.com

## Abstrak
Pada sistem refrigrasi dan tata udara, belakangan ini telah dikenal teknologi pendinginan atau pemanasan termoelektrik. Termoelektrik  merupakan sumber alternatif  utama dalam  menjawab kebutuhan energi tersebut. Tujuan dari penelitian ini untuk merancang sebuah alat box pendingin mini yang menggunakan alat portabel yang tersusun dari kipas, heatsink dan  elemen  peltier.  mengetahui  prinsip  kerja  dari  sistem  pendingin  serta  penurunan  temperatur  ruang  pendingin  yang dihasilkan  oleh  elemen  peltier dan  mengetahui  pengaruh  variasi  laju  aliran  pada  pipa  kapiler  terhadap  perubahan temperature didalam box pendingin thermoelektrik. Penelitian ini difokuskan untuk merancang dan menguji pendingin thermoelektrik  dengan  variasi  input  daya  pada  pompa  untuk  beban  150  gr  buah  jeruk. Hasil  pengujian diperoleh besarnya kalor yang diserap sebesar 0,1524 Watt dari jumlah panas total sebesar 3,165 watt. Pada saat pemberian daya listrik  pada  pompa  sebesar  9  W  selama  45  menit,  temperatur  dalam  box  adalah  22 o C dari  suhu  awal  31 o C.. Termoelektrik  yang  digunakan  adalah  TEC  1-12706  yang  mampu  mencapai  temperatur  5ºC.  Accumulator  yang digunakan  pada  sistem  menggunakan  accumulator  merek  GS  12V  70  Ah.  Hasil  pengujian ini  menyimpulkan  bahwa temperatur dalam box turun 8ºC pada penggunaan daya listrik 9 W
Katakunci: kotak pendingin, termoelektrik, styrofoam

## Abstract
The  refrigeration  and  air-conditioning  system,  thermoelectric  cooling  or  heating  technology have  recently  been recognized.  Thermoelektric  is  a  primary  alternative  source  in  energy  needs. To the effect from observational it to design one box's tool mini coolant that utilize graded portable tool from fan, heatsink and peltier's element. knowing job principle from coolant system and cold storage temperature decrease that resulting by peltier's element  and  knows  streaming  fast  variation  influence  on  capillary  tube  to  temperature's  change  at  in  box thermoelektrik's  coolant . This  research  is  focused  to  design  and  tests  thermoelektrik's  coolant  with  input variation  energis  on  pump  for  charges  150  gr  oranges.  Examination  result gotten  to  outgrow  its  kalor  that permeated as big as 0,1524 Watts from total heat amount as big as 3,165 watts . Upon electricity application on  pumps  as  big  as  9  w  up  to  45  minutes,  temperature  in  box  is  22 o C  from  start  temperature  31 o C.. termoelektrik  who  is  utilized  is  TEC  1  12706  ones  can  reach  5ºC's  temperatures.  Accumulator  who  is utilized  on  system  utilizes  accumulator  GS's  brand  12V  70  Ah.  Usufruct  this  examination  concludes  that temperature in box goes down 8ºC on electricity purpose 9 w.

## Keywords: coolbox, thermoelectric, styrofoam

## Pendahuluan

## Latar belakang
Salah  satu  kesulitan  masyarakat  yang  tinggal  di  daerah perkotaan  adalah  mendapatkan  kesegaran  buah  atau sayuran  di  pasar  atau  pusat  perbelanjaan  lainnya.  Itu dikarenakan  sebagian besar buah dan sayuran  yang ada
di  daerah  perkotaan  disuplay  dari  daerah  perdesaan, sehingga  kualitas  kesegarannya  berkurang  atau  hilang pada  saat  penyuplaian  yang  mungkin  memakan  waktu seharian  atau  bahkan  sampai  dua  hari  perjalanan. Dengan menurunkan suhu suatu produk, aktivitas enzim dan  mikroba  yang  ada  akan  berkurang,  sehingga penurunan  mutu  atau  kerusakan  dapat  dihambat  pada buah-buahan  atau  sayur-sayuran.  Dengan  cara  tersebut
jangka  waktu  penyimpanan  atau  daya  tahan  dapat ditingkatkan.  Permasalahan  yang  ada  saat  ini  adalah kurangnya  pendingin  portable  yang  dapat  digunakan oleh  masyarakat  untuk  mendinginkan  bahan  makanan. Pada sistem refrigerasi dan tata udara,  belakangan ini telah  dikenal teknologi pendinginan termoelektrik. Termoelektrik merupakan sumber alternatif  utama dalam menjawab  kebutuhan energi tersebut. Kotak pendingin merupakan salah satu alat pendingin yang menggunakan sistem  pendingin termoelektrik. Tujuan rancang    bangun ini adalah untuk merancang  kotak pendingin termoelektrik yang efisien untuk digunakan pedagang minuman  dibandingkan dengan penggunaan kotak pendingin es batu beserta komponen  penyusun dan juga ketahanan material yang  digunakan kotak pendingin. Dalam melakukan    rancang bangun akan dilakukan    pemakaian styrofoam yang sering digunakan pedagang minuman.  Berdasarkan  masalah tersebut  maka  dibuatlah  sebuah  penelitian  tugas  akhir yang berjudul “Studi Penggunaan Modul Thermoelektrik Sebagai Sistem Pendingin Portable” dengan  beberapa  komponen  penunjang  seperti  heatsink dan kipas dalam merekayasa sistem pendingin.

## Pustaka Terdahulu
Pengaruh penambahan elemen peltier terhadap kemampuan  menjaga  temperature  penyimpanan  vaksin dengan berbahan dasar PVC. Penelitian ini menyimpulkan bahawa suhu vaksin dapat dipertahankan dengan  memberikan  daya  listrik  72  watt. (Ishak limbong, 2014)
Pada  tahun  1822,  Thomas  Johann  Seebeck menemukan  bahwa  gaya  gerak  listrik  (ggl)  dapat tercetus  diantara  dua  sambungan  logam  yang  berbeda dan  berada  pada  temperatur  yang  berlainan”  (Reynolds dan  Perkins,  1996:322).  Pada  percobaannya,  Ia menghubungkan  tembaga  dan  besi  dalam  sebuah rangkaian.  Di  antara  kedua  logam  tersebut  lalu diletakkan  jarum  kompas.  Ketika  sisi  logam  tersebut dipanaskan, jarum kompas ternyata bergerak. Kemudian diketahui, hal ini terjadi karena aliran listrik yang terjadi pada  logam  yang  menimbulkan  medan  magnet.  Medan magnet  inilah  yang  menggerakkan  jarum  kompas. Fenomena tersebut kita kenal dengan efek Seebeck.
Terdapat  suatu  elemen  elektrik  yang  dikenal sebagai  elemen  peltier  yang  dapat  berfungsi  sebagai pompa  kalor.  Komponen  ini  banyak  digunakan  sebagai pendingin,  misalnya  dispenser,  pendingin  processor komputer  dan  lainnya.  Elemen  peltier  mempunyai bentuk  yang  compact  dan  dapat  diaplikasikan  dengan daya yang relatif kecil (sugiyanto, 2008).
Muhaimin  (1993)  menyata kan  “Prinsip  kerja dari  termoelektrik  adalah  dengan  berdasarkan  Efek Seebeck  yaitu  jika  dua  buah  logam  yang  berbeda disambungkan salah satu ujunganya, kemudian diberikan  suhu  yang  berbeda  pada  sambungan,  maka terjadi perbedaan tegangan pada ujung yang satu dengan
ujung  yang  lain”.  Demikian  pula  menurut  Bayu  (2008) menyatakan,  “Termoelektrik  memiliki  aplikasi  dalam hal  apapun  yang  menggunakan  sumber  panas  sebagai penghasil  listrik.  Secara  sederhana,  termoelektrik adalah  suatu  pembangkit  yang  menggunakan  elemen peltier  yang  mengubah  energi  termal  menjadi  energi listrik  (elektrik).  Hal  ini  didasari  pada  efek  seebeck. Ketika  perbedaan  temperatur  terjadi,  elemen  peltier  ini akan  menggalirkan  arus  sehingga  menghasilkan tegangan”. Dari kedua uraian tersebut dapat disimpulkan  bahwa  efek  seebeck  merupakan  prinsip kerja  dari  termoelektrik  yang  dapat  dimanfaatkan sebagai energi alternatif.
Deddy  Reza  Dwi  Prayudatama  dalam  tugas akhir  terdahulu  dengan  judul  “perpindahan  panas Heatsink disisi panas thermoelektrik TEC 12706 dengan daya  22,4  Watt”  menggunakan  Box  yang  terbuat  dari cork dan acrylic sebagai bahan pelapis dalam box serta menggunakan  satu  buah  peltier  dalam  waktu  dua  jam menghasilkan suhu terendah dalam box sebesar 10C.

## Mesin pendingin
Mesin  pendingin merupakan  mesin  yang berfungsi  untuk  memindahkan  panas  dari  lingkungan bersuhu  rendah  ke  lingkungan  bersuhu  tinggi.  Mesin pendingin dapat dibayangkan  sebagai  mesin kalor  yang beroperasi  secara  terbalik  (Young,  2002). Rasio  antara Qoutput/W,  disebut  sebagai Koefisien  Kinerja  (K). Semakin  besar  rasio  ini,  semakin  baik  pendinginnya. Salah  satu  mesin  pendingin  adalah  refrigerator  atau kulkas.  Komponen  refrigerator  terdiri  dari  kompresor, kondensor, evaporator, pipa kapiler atau katup eskpansi, filter, thermostat, heater, dan kipas.

## Pendingin Thermoelektrik
Prinsip  kerja  termoelektrik  adalah  berdasarkan efek  Seebeck,  yaitu  ketika  arus  DC  dialirkan  keelemen Peltier yang terdiri dari beberapa pasang semikonduktor tipe  p  (yaitu  semikonduktor  yang  mempunyai  tingkat energi  yang  lebih  rendah)  dan  tipe  n  (yaitu semikonduktor dengan tingkat energi yang lebih tinggi) akan  menyebabkan  salah  satu  sisi  elemen  Peltier menjadi  dingin  (kalor  diserap)  dan  sisi  lain  menjadi panas  (kalor  dilepas)  dan  sebaliknya  jika  arah  arus dibalik.  Elektron  yang  mengalir  dari  semikonduktor tipe-p kesemikonduktor tipe-n menyebabkan sisi dingin elemen Peltier menjadi dingin.
Gambar 1 gambar aliran elektron dari tipe P ke tipe N
Penyerapan  kalor  dari  lingkungan  terjadi  pada sisi  dingin  lalu  dibuang  pada  sisi  panas  dari  modul Peltier.  Sehingga  nilai  kalor  yang  dilepaskan  pada  sisi panas  akan  sama  dengan  nilai  kalor  yang  diserap ditambah dengan daya yang diberikan kemodul.
Sebagai pompa  kalor,  modul  termoelektrik akan  menyerap  kalor  dari  salah  satu  sisinya  dan dialirkan  ke  sisi  lainnya.  Pada  pendingin  termoelektrik hal  ini  yang  akan  menjadi  kunci  bagi  kita  untuk mencapai temperatur yang lebih rendah pada sisi dingin modul.  Mengalirkan  kalor  dari  sisi  panas  secara  alami, tanpa  bantuan  alat  tambahan  bukanlah  ide  yang  baik pada  pendingin  termoelektrik  apabila  target  kita  ingin mendapatkan  temperatur  sisi  dingin  yang  lebih  rendah. ada  beberapa  alat  yang  digunakan  untuk  membantu mengalirkan kalor dari sisi panas  modul  yaitu  Heatsink dan fun (kipas)

## Elemen Peltier
Elemen  peltier atau  pendingin  termoelektrik (thermoelectric  cooler) adalah  alat  yang  dapat menimbulkan  perbedaan  suhu  antara  kedua  sisinya  jika dialiri arus listrik searah pada kedua kutub materialnya, dalam hal ini semikonduktor. Keramik Peltier atau lebih dikenal  dengan  lempengan  Peltier  adalah  lempengan berbahan  dasar  keramik  yang  memiliki  fungsi  sangat unik.
Peltier  ini  adalah  modul  Thermo-Electric, umumnya  dibungkus  oleh  keramik  tipis  yang  berisikan batang-batang  Bismuth  Telluride  di  dalamnya.  Ketika disupply tegangan DC 12volt-15volt salah satu sisi akan menjadi  panas  dan  sisi  lainnya  menjadi  dingin. Mengapa bisa begitu?  karena Peltier memiliki 2 bagian yang berbeda, yakni :
1. Cool  Side  (Heat  Absorbed)  yang  bekerja menyerap kalor (panas) sehingga bagian  ini  merupakan lempengan yang dingin
2. Hot  Side  (Heat  Released)  yang  bekerja melepas  kalor  (panas)  sehingga  bagian  ini  merupakan lempengan panas
Pendingin    thermoelektrik  merupaakan  solid state  technology  yang  bisa  menjadi  alternatif  teknologi pendingin  selain  sistem  vapor  compression  yang  masih memanfaatkan refrijeran. Dibandingakn dengan teknologi kompresi uap yang menggunakan uap sebagai
media penyerap kalor, teknologi pendingin termoelektrik relatif lebih ramah lingkungan, tahan lama dan dapat digunakan dalam skala besar dan kecil
Perbedaan  suhu  antara  kedua  bagian  adalah sekitar  30  derajat  celcius.  Sehingga  apabila  bagian  Hot Side bersuhu 45 derajat C maka Cool Side akan bersuhu sekitar  15  derajat  jadi  semakin  dingin  Hot  Side  maka Cold  Side  akan  semakin  dingin  pula  dan  bisa  sampai dibawah 0 derajat celcius.

## Gambar 2 Peltier

## Kalor yang diserap mesin pendingin
Kalor  yang  diserap  merupakan  jumlah  panas yang diserap oleh mesin pendingin untuk mendinginkan suatu  ruangan  .dapat  dihitung  menggunakan  rumus sebagai berikut :
Keterangan : Q = Kalor yang diserap (Kcal) m = berat dari produk yang didinginkan (kg) Cp= panas jenis dari produk  di atas titik beku (Kcal/kg 0 C) ΔT = perubahan temperaturair ( 0 C)

## Kalor yang dilepas beban pendingin
Beban  pendinginan  merupakan  jumlah  panas yang  dipindahkan  oleh  suatu  sistem  pendingin.  Beban pendinginan total merupakan jumlah beban pendinginan suatu  ruang.  Beban  ruang  tiap  jam  dipengaruhi  oleh perubahan  temperatur  udara  luar,  perubahan  efek penyimpanan panas  pada  struktur/dinding  bagian  luar wadah pendingin.

## 1. Field heat ( Q )
Beban  kalor  yang  dibawa  oleh  produk  yang  akan didinginkan atau disimpan:
Dimana: Q = jumlah panas (Kcal)
m = berat dari produk yang didinginkan (kg)
Cp= panas jenis dari produk diatas titik beku (Kcal/kg 0 C) ΔT = perubahan temperaturruangan ( 0 C) 2. Kalor Jenis buah jeruk
Gambar 1 gambar aliran elektron dari tipe P ke tipe N
Penyerapan  kalor  dari  lingkungan  terjadi  pada sisi  dingin  lalu  dibuang  pada  sisi  panas  dari  modul Peltier.  Sehingga  nilai  kalor  yang  dilepaskan  pada  sisi panas  akan  sama  dengan  nilai  kalor  yang  diserap ditambah dengan daya yang diberikan kemodul.
Sebagai pompa  kalor,  modul  termoelektrik akan  menyerap  kalor  dari  salah  satu  sisinya  dan dialirkan  ke  sisi  lainnya.  Pada  pendingin  termoelektrik hal  ini  yang  akan  menjadi  kunci  bagi  kita  untuk mencapai temperatur yang lebih rendah pada sisi dingin modul.  Mengalirkan  kalor  dari  sisi  panas  secara  alami, tanpa  bantuan  alat  tambahan  bukanlah  ide  yang  baik pada  pendingin  termoelektrik  apabila  target  kita  ingin mendapatkan  temperatur  sisi  dingin  yang  lebih  rendah. ada  beberapa  alat  yang  digunakan  untuk  membantu mengalirkan kalor dari sisi panas  modul  yaitu  Heatsink dan fun (kipas)

## Elemen Peltier
Elemen  peltier atau  pendingin  termoelektrik (thermoelectric  cooler) adalah  alat  yang  dapat menimbulkan  perbedaan  suhu  antara  kedua  sisinya  jika dialiri arus listrik searah pada kedua kutub materialnya, dalam hal ini semikonduktor. Keramik Peltier atau lebih dikenal  dengan  lempengan  Peltier  adalah  lempengan berbahan  dasar  keramik  yang  memiliki  fungsi  sangat unik.
Peltier  ini  adalah  modul  Thermo-Electric, umumnya  dibungkus  oleh  keramik  tipis  yang  berisikan batang-batang  Bismuth  Telluride  di  dalamnya.  Ketika disupply tegangan DC 12volt-15volt salah satu sisi akan menjadi  panas  dan  sisi  lainnya  menjadi  dingin. Mengapa bisa begitu?  karena Peltier memiliki 2 bagian yang berbeda, yakni :
1. Cool  Side  (Heat  Absorbed)  yang  bekerja menyerap kalor (panas) sehingga bagian  ini  merupakan lempengan yang dingin
2. Hot  Side  (Heat  Released)  yang  bekerja melepas  kalor  (panas)  sehingga  bagian  ini  merupakan lempengan panas
Pendingin    thermoelektrik  merupaakan  solid state  technology  yang  bisa  menjadi  alternatif  teknologi pendingin  selain  sistem  vapor  compression  yang  masih memanfaatkan refrijeran. Dibandingakn dengan teknologi kompresi uap yang menggunakan uap sebagai
media penyerap kalor, teknologi pendingin termoelektrik relatif lebih ramah lingkungan, tahan lama dan dapat digunakan dalam skala besar dan kecil
Perbedaan  suhu  antara  kedua  bagian  adalah sekitar  30  derajat  celcius.  Sehingga  apabila  bagian  Hot Side bersuhu 45 derajat C maka Cool Side akan bersuhu sekitar  15  derajat  jadi  semakin  dingin  Hot  Side  maka Cold  Side  akan  semakin  dingin  pula  dan  bisa  sampai dibawah 0 derajat celcius.

## Gambar 2 Peltier

## Kalor yang diserap mesin pendingin
Kalor  yang  diserap  merupakan  jumlah  panas yang diserap oleh mesin pendingin untuk mendinginkan suatu  ruangan  .dapat  dihitung  menggunakan  rumus sebagai berikut :
Keterangan : Q = Kalor yang diserap (Kcal) m = berat dari produk yang didinginkan (kg) Cp= panas jenis dari produk  di atas titik beku (Kcal/kg 0 C) ΔT = perubahan temperaturair ( 0 C)

## Kalor yang dilepas beban pendingin
Beban  pendinginan  merupakan  jumlah  panas yang  dipindahkan  oleh  suatu  sistem  pendingin.  Beban pendinginan total merupakan jumlah beban pendinginan suatu  ruang.  Beban  ruang  tiap  jam  dipengaruhi  oleh perubahan  temperatur  udara  luar,  perubahan  efek penyimpanan panas  pada  struktur/dinding  bagian  luar wadah pendingin.

## 1. Field heat ( Q )
Beban  kalor  yang  dibawa  oleh  produk  yang  akan didinginkan atau disimpan:
Dimana: Q = jumlah panas (Kcal)
m = berat dari produk yang didinginkan (kg)
Cp= panas jenis dari produk diatas titik beku (Kcal/kg 0 C) ΔT = perubahan temperaturruangan ( 0 C) 2. Kalor Jenis buah jeruk
Gambar 1 gambar aliran elektron dari tipe P ke tipe N
Penyerapan  kalor  dari  lingkungan  terjadi  pada sisi  dingin  lalu  dibuang  pada  sisi  panas  dari  modul Peltier.  Sehingga  nilai  kalor  yang  dilepaskan  pada  sisi panas  akan  sama  dengan  nilai  kalor  yang  diserap ditambah dengan daya yang diberikan kemodul.
Sebagai pompa  kalor,  modul  termoelektrik akan  menyerap  kalor  dari  salah  satu  sisinya  dan dialirkan  ke  sisi  lainnya.  Pada  pendingin  termoelektrik hal  ini  yang  akan  menjadi  kunci  bagi  kita  untuk mencapai temperatur yang lebih rendah pada sisi dingin modul.  Mengalirkan  kalor  dari  sisi  panas  secara  alami, tanpa  bantuan  alat  tambahan  bukanlah  ide  yang  baik pada  pendingin  termoelektrik  apabila  target  kita  ingin mendapatkan  temperatur  sisi  dingin  yang  lebih  rendah. ada  beberapa  alat  yang  digunakan  untuk  membantu mengalirkan kalor dari sisi panas  modul  yaitu  Heatsink dan fun (kipas)

## Elemen Peltier
Elemen  peltier atau  pendingin  termoelektrik (thermoelectric  cooler) adalah  alat  yang  dapat menimbulkan  perbedaan  suhu  antara  kedua  sisinya  jika dialiri arus listrik searah pada kedua kutub materialnya, dalam hal ini semikonduktor. Keramik Peltier atau lebih dikenal  dengan  lempengan  Peltier  adalah  lempengan berbahan  dasar  keramik  yang  memiliki  fungsi  sangat unik.
Peltier  ini  adalah  modul  Thermo-Electric, umumnya  dibungkus  oleh  keramik  tipis  yang  berisikan batang-batang  Bismuth  Telluride  di  dalamnya.  Ketika disupply tegangan DC 12volt-15volt salah satu sisi akan menjadi  panas  dan  sisi  lainnya  menjadi  dingin. Mengapa bisa begitu?  karena Peltier memiliki 2 bagian yang berbeda, yakni :
1. Cool  Side  (Heat  Absorbed)  yang  bekerja menyerap kalor (panas) sehingga bagian  ini  merupakan lempengan yang dingin
2. Hot  Side  (Heat  Released)  yang  bekerja melepas  kalor  (panas)  sehingga  bagian  ini  merupakan lempengan panas
Pendingin    thermoelektrik  merupaakan  solid state  technology  yang  bisa  menjadi  alternatif  teknologi pendingin  selain  sistem  vapor  compression  yang  masih memanfaatkan refrijeran. Dibandingakn dengan teknologi kompresi uap yang menggunakan uap sebagai
media penyerap kalor, teknologi pendingin termoelektrik relatif lebih ramah lingkungan, tahan lama dan dapat digunakan dalam skala besar dan kecil
Perbedaan  suhu  antara  kedua  bagian  adalah sekitar  30  derajat  celcius.  Sehingga  apabila  bagian  Hot Side bersuhu 45 derajat C maka Cool Side akan bersuhu sekitar  15  derajat  jadi  semakin  dingin  Hot  Side  maka Cold  Side  akan  semakin  dingin  pula  dan  bisa  sampai dibawah 0 derajat celcius.

## Gambar 2 Peltier

## Kalor yang diserap mesin pendingin
Kalor  yang  diserap  merupakan  jumlah  panas yang diserap oleh mesin pendingin untuk mendinginkan suatu  ruangan  .dapat  dihitung  menggunakan  rumus sebagai berikut :
Keterangan : Q = Kalor yang diserap (Kcal) m = berat dari produk yang didinginkan (kg) Cp= panas jenis dari produk  di atas titik beku (Kcal/kg 0 C) ΔT = perubahan temperaturair ( 0 C)

## Kalor yang dilepas beban pendingin
Beban  pendinginan  merupakan  jumlah  panas yang  dipindahkan  oleh  suatu  sistem  pendingin.  Beban pendinginan total merupakan jumlah beban pendinginan suatu  ruang.  Beban  ruang  tiap  jam  dipengaruhi  oleh perubahan  temperatur  udara  luar,  perubahan  efek penyimpanan panas  pada  struktur/dinding  bagian  luar wadah pendingin.

## 1. Field heat ( Q )
Beban  kalor  yang  dibawa  oleh  produk  yang  akan didinginkan atau disimpan:
Dimana: Q = jumlah panas (Kcal)
m = berat dari produk yang didinginkan (kg)
Cp= panas jenis dari produk diatas titik beku (Kcal/kg 0 C) ΔT = perubahan temperaturruangan ( 0 C) 2. Kalor Jenis buah jeruk
Kalor jenis (cp), merupakan banyaknya kalor (Q), yang dibutuhkan  untuk  menaikkan  temperatur  (T),  dan  satu satuan  massa  (m).  Kalor  jenis  buah  jeruk(cp)  secara umum adalah = 1.96 Kj/Kg K.
3. Beban panas luar Beban  panas  dari  luar  adalah  panas  yang  mengalir karena  adanya  perbedaan  temperatur  udara  luar  dan dalam  coolbox  itu  sendiri.  Oleh  karena  itu  diguanakan insulasi guna meminimalisir aliran panas.
Besarnya  beban  panas  dari  luar  dapat  dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: Q = A . U . ∆t Keterangan :
Q = Jumlah panas yang dipindahkan (Watt) A = Luas Permukaan (m 2 ) U
= Angka koefisien perpindahan panas
(Watt/ m 2 . 0 C)
∆t
= Perbedaan temperatur ( 0 C) Harga  koefisien  perpindahan  panas  total  (U) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

## =
⋯ Keterangan: U = Harga koefisien perpindahan panas [Watt/m 2 . o C] k1,k2,..kn =  Konduktivitas thermal material [Watt/m. o C] x = Tebal material [m] 1 =    Koefisien lapisan udara bagian Dalam [Watt/m 2 . o C] Nilai 1 adalah 1,65 BTU/h = 9,27 Watt/m 2 . o C 0= Koefisien lapisan udara bagian luar [Watt/cm 2 . o C] Nilai 0 adalah 4 BTU/h = 22,7 Watt/m 2 . o C

## Hasil dan Pembahasan

## Spesifikasi dan Data awal Pengujian
Pendingin Termoelektrik yang digunakan pada coolbox  adalah  terrmoelektrik  dengan  tipe TEC1- 12706 , dengan keterangan sebagai berikut:
Size : 40 x 40 x 3.8 mm Internal resistance : 1.98 Ohm +/- 10% Imax. : 6.0 A Vmax. : 15.4 V Qmax. : 53.3W tmax : 68 degree Maximum. Compress : 1Mpa Elemen peltier yang digunakan adalah: Panjang tiap elemen = 1 cm Diameter tiap elemen = 0,5 cm Temperatur hot junction = 31 0 C   = 304 K Temperatur cold junction = 22 0 C   = 295 K
Ukuran  elemen  termoelektrik  adalah  sebagai berikut:
Kekuatan termoelektrik = 0,00021 V/K Koefisien termal dari couple = 0,015 W/cm. K Tahanan listrik = 0,001 ohm cm Hubungan tahanan listrik = 0,0001 ohm-cm 2
1. Luas penampang elemen (A)
Menggunakan persamaan sebagai berikut: Diketahui:  d  = 0,5 cm Maka:
= 3,14 . (0,5) 4 =  0,196 cm 2 2. Tahanan listrik
Untuk menghitung tahanan listrik dapat digunakan persamaan sebagai berikut:
Diketahui: L = 1 cm, A  = 0,196 cm 2 , ρ  = 0,001 Ohm cm r   = 0,0001 ) Ohm cm 2
Maka: = 2 0,001. , + . , ,
= 2 (0,005 + 0,001)   = 0,012 Ohm
3. Konduktifitas thermal
Konduktivitas termal  dari  dua  material  yang berbeda  dapat  dihitung  dengan  persamaan  sebagai berikut:
Diketahui : k  = 0,015 Watt/cm. K A  = 0,196 cm 2 L  = 1 cm Maka : = 2
= 2.0,0015 . , = 0,0059 Watt /K
4. Figure of merit
Figure of merit dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
Diketahui: Z = Figure of merit [K -1 ]
= 0,00021 V/K R = 0,012 Ohm
K = 0,0059 Watt/K
Maka:
= 4. (0,00021)
0,0059 .0,012
Z  =  0,0025 K -1
Dari hasil rangkaian box pendingin thermoelektrik dengan menggunakan spesifikasi alat tersebut diperoleh data dan hasil pengujian pendinginan box thermoelektrik dengan menggunakan fariasi laju aliran sebagai berikut:

## Pengujian penurunan temperatur
1. Pengujian  penurunan  temperatur  air  refrigran dengan variasi input daya. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui  perubahan  temperatur  air  yang  didinginkan oleh  elemen  peltier  yang  disalurkan  kepipa  kapiler
dengan  variasi  input  daya  pada  pompa.  diperoleh hasil sebagai berikut:
Grafik  4.1  gambar  grafik  gabungan  hubungan  antara temperature air dan waktu
Dari  grafik  diatas  menunjukan  perubahan temperatur  pada  air  yang  didinginkan  oleh  elemen peltier.  Temperatur  terendah  yang  dapat  dicapai  pada pendinginan  selama  45  menit  adalah  20 0 C  pada pemberian  input  daya  pada  pompa  sebesar  9  W,  23 0 C untuk  daya  6  W  dan  25 0 C  pada  daya  sebesar  3  W. Dengan demikian menggunakan input daya pada pompa sebesar  9  Watt  lebih  baik    karena  semakin  besar  daya yang diberikan pada pompa air DC semakin besar kalor yang  diserap  akibat  kecepatan  aliran  dalam  pipa refrigran.
2. Hasil pengujian mesin pendingin dalam box dengan variasi  input  daya  pada  pompa  sebesar 3  W,  6  W dan 9 W menggunakan aki bertegangan 11 Volt dan arus  3,5  Ampere  dengan  pengecasan selama  45 Menit.
Grafik  4.5  Gambar  grafik  gabungan  hubungan  antara temperature dalam box terhadap waktu
Pada  grafik  tersebut  menunjukan  penurunan temperatur  didalam  box  pendingin  thernoelektrik dengan  menggunakan  variasi  input  daya. Temperatur
terendah  yang  dicapai  di  ruang  pendingin  pada  kondisi pembebanan 150 gr buah jeruk adalah 22 0 C untuk daya pompa  9  W.  24 0 C    untuk  daya  6  W  dan  27 0 C  untuk daya 3 W.
Pada pengujian dengan variasi input daya pada pompa air DC beban yang digunakan adalah 150 g buah jeruk. Dalam  mesin  pendingin  ini  ada  banyak  hal  yang dapat  mempengaruhi  proses  pendinginan  diantaranya yaitu penggunaan tegangan dan arus yang sesuai dengan spesifikasi  alat,  penggunaan  tegangan  dan  arus  listrik yang  stabil,  luas  penampang  heatsink,  kipas  pengurai panas  yang  baik  dan  durasi  pendinginan  yang  lama, karena  semakin  lama  proses pendinginan  dengan tegangan dan arus listrik yang stabil maka akan semakin cepat pula penurunan temperaturnya.
Adapun arus yang digunakan modul thermoelektrik ini adalah: Arus Optimum dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut: Diketahui: α   = 0,00021 V/K
R
= 0,012 Ohm T h = 31 0 C =304K T c =  22 0 C =205K Maka: I = . , .( ) , . √ , . = 2,47 A Keterangan = I   : Arus optimum (A)
R  : tahanan listrik (Ohm)
α : kekuatan thermoelektrik (V/K)
T h : temperatur hot (K) T c : temperatur cold (K)
W = daya oprasi (Watt)

## Kesimpulan
Dari  hasil  penelitian  dan  analisa  data  yang dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa: .
1. Pada kotak pendingin dengan menggunakan thermoelektrik  tipe  TEC  12706  pada  pembebanan 150  g  buah  jeruk selama  45  menit  diperoleh besarnya  kalor  yang  diserap  sebesar  0,1524  Watt dari jumlah panas total sebesar 3,165 watt.
2. Prinsip  kerja  dari  pendingin  thermoelektrik  ini identik  dengan  system  refrigerasi  kompresi  uap dimana:
a. Pompa sebagai kompresor yang mengalirkan air  pendingin  untuk  menjalankan  proses pendinginan
b. Modul  thermoelektrik  sebagai  kondensor yang  mendinginkan  air  yang  mengalir kepipa evaporator.
c. Pipa  kapiler  sebagai  evaporator  yang menyerap panas didalam box pendingin
d. Wadah pendingin sebagai katup ekspansi.
0 10 20 30 40 0 15 30 45 60
suhu akhir untuk daya 3 watt suhu akhir untuk daya 6 watt suhu akhir untuk daya 9 watt
HUBUNGAN ANTARA TEMPERATUR (T)
DENGAN WAKTU (t) T E M P E RA T U R (˚C ) WAKTU (menit)

## Daftar Pustaka
Arismunandar,  W.  1995. Penyegaran  udara. Bandung, 2(1): 1-2.
Dongliang,  Zhao  dan  Gang  tan.  2014. A  review  of Thermoelektric  cooling:  material,  Modeling and applications. Applied thermal Enginering. Vol. 66. PP 14-24. Dossat  R.  J.  (1961). Principle  of  refrigeration  edition. New york: John Wiley.
Duan,  Z.  2003. Impingement  air  cooled  plate  fin heatsink. University of  New Foundland. Fardy,  M.A.  2010. Semiconductor  nanowires  and nanotubes for energy conversion . University of California
Hasan,  S.  2008. System  refrigasi  dan  tata  udara. Edisi 1. Direktorat    pembinaan SMK. Bandung. Handoko,  K.  (1981). Teknik  lemari  es. Jakarta:  PT. Ichtiar baru Holman, J. 1988. Perpindahan Kalor. Edisi 6. Erlangga. Jakarta
Imaduddin,  M.  Kaisar. 2008.  Desain  cool  box  dengan pompa  kalor  peltier.  Skripsi program sarjana FTUI: Depok.