TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN SISTEM REFRIGERASI COOLING BOX BERBASIS TERMOELEKTRIK UNTUK PENYIMPANAN TROMBOSIT MANUSIA
DESIGN OF COOLING BOX REFRIGERATION REFRIGERATION SYSTEM WITH TERMOELE TRIC BASED FOR STORING TERMOELECTRIC HUMAN THROMBOCYTE
Diajukan sebagai salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Politeknik Negeri Bandung
Disusun Oleh : Siska Lia NIM : 091611058
Program Studi Teknik Pendingin dan Tata Udara Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
CURICULUM VITAE
Personal Data Name Full
Siska Lia Address 55 Sukawarna St. RT 02/01 , Bandung 40173
Contact Mobile Phone
: 08562004313
E-mail
:
[email protected]
Detail Information Place, Date of Birth
: Bandung, Januari 25th 1991
Sex
: Female
Height / weight
: 163 Cm / 54 Kg
Religion
: Islam
Family
: 3rd (third) daughter of 3 children
Marital Status
: Single
Hobbies
: Watching, Dancing, Listening to the music
Education Background
Year
Institution
2005 - 2008
SMAN 15 Bandung
2002 - 2005
SMP Angkasa Bandung
1996 - 2002
SD Angkasa 3 Bandung
1995 - 1996
TK Yakin Bandung
ABSTRAK
Termoelektrik sebagai pendingin dibuat menjadi sebuah modul semikonduktor dengan dialiri arus listrik DC. Jika dialiri arus, maka kedua sisi modul termoelektrik ini akan mengalami panas dan dingin. Sisi bagian dingin inilah yang dimanfaatkan sebagai pendingin produk. Produk yang digunakan dalam aplikasi ini adalah komponen darah manusia berupa trombosit. Trombosit sangat dibutuuhkan oleh pasien yang menderita penyakit demam berdarah. Diperlukan temperatur sebesar 20 - 24 ̊C untuk menyimpan trombosit. Proses pengiriman darah dari PMI ke pasien masih menggunakan es batu di dalam kabin. Sistem pendinginan termoelektrik ini dirancang untuk penyimpanan darah sementara pada temperatur 20 - 24 ̊C. Metode yang digunakan dalam pengambilan data adalah mengambil data temperatur, tegangan, dan arus setiap 5 menit sekali selama 2 jam. Sistem ini dapat menghasilkan temperatur dingin sebesar 18,6 ̊C, temperatur panas sebesar 40 ᵒC, temperatur kabin sebesar 20,8 ᵒC, temperatur produk sebesar 22,1 ᵒC, tegangan sebesar 9 volt, arus 4,6 ampere dan daya 41,4 watt. Agar temperatur terapai dan konsumsi daya terpenuhi, digunakan 2 buah termoelektrik yang dipasang secara cascade stage dan menggunakan sumber daya aki motor 12 V/10 AH. Kata kunci : termoelektrik, penyimpanan darah, trombosit
ABSTRACT
Thermoelectric cooling is made to a semiconductor module when it is fed by DC electric current. When it is fed by the electric current, both sides of the thermoelectric module will go through hot and cold. The cold side is used as a product cooler. The product used in this application is a component of human blood called the thrombocyte. Thrombocyte needed by patients suffering from dengue fever. 20-24 ̊C temperature is required for thrombocyte storage. The blood delivery process from the PMI to the patients are still using ice cubes inside the cabin. The thermoelectric cooling is designed for a temporary blood storage with 20-24 ̊C temperature. The method used in collecting the data is by taking a data of the cool box temperature, voltage, and current in every 5 minutes for 2 hours. The result of this system is 18,6 ᵒC temperature at cold side, 40 ᵒC temperature at hot side, 20,8ᵒC temperature at cooling box, 22,1ᵒC temperature of product, 9 volt of voltage, 4,6 ampere of current, and 41,4 watt of power. In order to fulfill the power consumption and the reach of temperature , we use 2 pieces of thermoelectric in cascade stage and 12 V/ 10 AH motorcycle battery as a resource. Key words : thermoelectric, blood storage, thrombocyte
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmaanirrahiim
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, yang telah
memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
laporan
Tugas
Akhir
yang
berjudul
RANCANG
BANGUN
SISTEM
REFRIGERASI COOLING BOX BERBASIS TERMOELEKTRIK PADA PENYIMPANAN TROMBOSIT MANUSIA.
Laporan ini disusun untuk memenuhi syarat sidang Tugas Akhir Tahun
Akademik 2011 – 2012 di Program Studi Teknik Refrigerasi dan Tata Udara
Politeknik Negeri Bandung.
Dengan selesainya laporan Tugas Akhir ini, penulis mengucapkan rasa terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dan memberi dorongan, sehingga laporan ini dapat selesai tepat pada waktunya. Ucapan terima kasih ini penulis sampaikan kepada: 1. Bapak Ade Suryatman Margana.ST.,M.Eng. sebagai ketua jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara. 2. Bapak Aries Prih Haryono,ST.,MT. sebagai dosen pembimbing pertama yang telah membimbing dalam proses Tugas Akhir ini. 3. Bapak Tandi Sutandi,SST. sebagai dosen pembimbing kedua yang telah membimbing dalam proses Tugas Akhir ini. 4. Kepada Bapak Prayogo, Bapak Aep, Bapak Samedi dan Bapak Danny yang telah membantu menyediakan peralatan serta membantu proses perakitan dalam Tugas Akhir ini. 5. Staff Dosen Teknik Refrigerasi dan Tata Udara. 6. Kepada Bapa, Ibu, Mas Parman, Teh Yuyun, Mba Serli yang telah mendunkung penulis baik materil, spiritual, dan do’a dalam pengerjaan serta penyusunan laporan Tugas Akhir ini. 7. Kepada Murti Ferdiansyah teman sekelompok dan satu perjuangan. 8. Kepada Yoga Rusman Tanjung yang selalu membantu baik dalam do’a , pembuatan dan semangat yang luar biasa pada Tugas Akhir ini.
9. Kepada teman – teman seperjuangan kelas 3A, 3B, dan 3C Teknik
Refrigerasi dan Tata Udara. Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan laporan ini masih terdapat
benyak kekurangan mengingat terbatasnya kemampuan dan pengetahuan penulis. Oleh karena itu penulis mengharapkan adanya kritik dan saran yang membangun
untuk melengkapi laporan ini. Akhir kata, penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan bagi pembaca pada umumnya dan khususnya bagi penulis sendiri. Amiiiiin.....
Bandung, Juli 2012
Penulis
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... ii CURRICULLUM VITAE........................................................................................ iii ABSTRAK ............................................................................................................. iv ABSTRACT...............................................................................................................v KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi DAFTAR ISI........................................................................................................ viii DAFTAR GAMBAR ...............................................................................................x DAFTAR TABEL ................................................................................................. xi DAFTAR NOTASI ............................................................................................... xii I PENDAHULUAN BAB 1.1. Latar Belakang .................................................................................1 1.2. Tujuan....................................................................... .......................2 1.3. Batasan Masalah...............................................................................2 1.4. Metode Penulisan .............................................................................3 1.5. Sistematika Penulisan ......................................................................3 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Teori Dasar.......................................................................................4 2.2. Sejarah Singkat Termoelektrik.........................................................4 2.3 Prinsip Dasar Secara Umum ............................................................5 2.3.1. Efek Seebeck.........................................................................5 2.3.2. Efek Peltier............................................................................8 2.4 Pendinginan Termoelektrik............................................................10 2.5 Pemasangan Rangkaian Termoelektrik..........................................12 2.6 Dasar Teori Mengenai Darah .........................................................13 2.6.1. Pengertian Darah................................................................13 2.6.2. Kegiatan Unit Transfusi Darah ..........................................14 BAB III DATA PERANCANGAN DAN PERHITUNGAN BEBAN 3.1. Data Perancangan...........................................................................18 3.1.1. Kondisi Produk ..................................................................18 3.1.2. Ruang Pendingin ................................................................18 3.1.3. Konstruksi Kabin ...............................................................19 3.2. Perhitungan Beban .........................................................................20 3.2.1. Beban Dinding Kabin.........................................................20 3.2.2. Beban Produk .....................................................................21 3.2.3. Beban Internal ....................................................................22 3.2.4. Beban Infiltrasi...................................................................22 3.2.5. Beban Peralatan..................................................................24 3.2.6. Beban Total ........................................................................25 BAB IV PERANCANGAN ALAT DAN ANALISA PERANCANGAN 4.1 Pemilihan Alat................................................................................26 4.1.1. Termoelektrik.....................................................................26
4.1.2. Accu....................................................................................27 4.1.3. Fan .....................................................................................28 4.1.4. Heat Sink............................................................................29 4.1.5. Kelistrikan ..........................................................................31 4.1.6. Kabin ..................................................................................32 4.2 Proses Perakitan ............................................................................33 4.3 Cara Kerja Sistem ..........................................................................35 4.4 Alat Yang Digunakan Untuk Proses Pengambilan Data................35 4.5 Titik Pengukuran............................................................................36 4.6 Data Hasil Pengukuran...................................................................37 4.7 Analisa Hasil Rancang Bangun......................................................41 BAB V PENUTUP 6.1 Simpulan ........................................................................................42 6.2 Saran ..............................................................................................42 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................44 LAMPIRAN...........................................................................................................45
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Termoelektrik Cooler dan Termoelektrik Generator..........................6 Gambar 2.2 Ilustrasi Efek Seebeck .........................................................................7 Gambar 2.3 Diagram Sirkuit Efek Seebeck ............................................................7 Gambar 2.4 Ilustrasi Efek Peltier ............................................................................8 Gambar 2.5 Cascade Stage .....................................................................................9 Gambar 2.6 Sistem Pendinginan Termoelektrik ...................................................11 Gambar 2.7 Pemasangan secara Single.................................................................12 Gambar 2.8 Pemasangan secara Cascade .............................................................12 Gambar 2.9 Rangkaian Pararel Termoelektrik......................................................13 Gambar 2.10 Darah ...............................................................................................13 Gambar 2.11 Trombosit .........................................................................................15 Gambar 3.1 Lapisan Dinding Kabin .....................................................................19 Gambar 4.1 Ukuran Termoelektrik TEC1-127104040 .........................................26 Gambar 4.2 Pemasangan Sistem Cascade ............................................................27 Gambar 4.3 Letak Pemasangan Termoelektrik.....................................................27 Gambar 4.4 Fan Luar............................................................................................28 Gambar 4.5 Fan Dalam.........................................................................................29 Gambar 4.6 Struktur Pemasangan Fan .................................................................29 Gambar 4.7 Heat Sink ...........................................................................................30 Gambar 4.8 Pemasangan fan dan Heat Sink terhadap Kabin................................30 Gambar 4.9 Lapisan Kabin ...................................................................................31 Gambar 4.10 Kabin ................................................................................................32 Gambar 4.11 Susunan Pemasangan Alat ...............................................................33 Gambar 4.12 Termometer Digital ..........................................................................34 Gambar 4.13 Termocouple.....................................................................................35
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Tabel 3.2 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5
Konduktivitas Termal ...........................................................................19 Harga delta H ........................................................................................23 Spesifikasi Termoelektrik TEC1-127104040 .......................................26 American Wire Gauge (AWG) .............................................................31 Data Pengukuran 1 ................................................................................37 Data Pengukuran 2 ................................................................................38 Data Pengukuran 3 ................................................................................39
DAFTAR PUSTAKA
Dossat, Roy, J. 1981. Principle of Refrigeration Second Edition Sl Version.
Canada: John Willey and Sons, Inc.
Efek Termoelektrik: http://www.tellurex.com/technology/peltier-faq.php Diunduh
tanggal 13 Maret 2012. Melcor. 2000. Thermoelectric Handbook ISO 9001. PMI. 2007. Pedoman Pelayanan Transfusi Darah. Pengertian Darah: http://id.wikipedia.org/wiki/Darah. Diunduh tanggal 13 Teori
Maret 2012.
Teori Penyimpanan Darah: http://www.jevuska.com/2008/04/03/penyimpanandarah. Diunduh tanggal 13 Maret 2012. http://html.alldatasheet.com/html-pdf/227420/ETC2/TEC1-12710/99/1/TEC112710.html. Diunduh tanggal 17 April 2012. http://www2.kompas.com/kompas-cetak/0408/07/ilpeng/1193270.htm.
Melirik
Teknologi Termoelektrik Sebagai Sumber Energi Alternatif. Edi Sukur, Post Doctoral Fellow pada Tonen General Sekiyu KK, Jepang. www.engeneeringtoolbox.com. Diunduh tanggal 20 Mei 2012.
