PENGUKURAN SUHU & TEKNOLOGI TERMOELEKTRIK

1. PENGUKURAN SUHU &TEKNOLOGI TERMOELEKTRIK JOESSIANTO EKO POETRO 0906578346

2. SUHU • Secara kualitatif, suhu adalah sensasi panas, dingin atau hangat sebuah benda ketika disentuh • Secara kuantitatif, nilainya dapat diketahui dengan menggunakan termometer. • Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu (temperatur) • Termometer : • Termometer kontak • Termometer non kontak (infra merah)

3. Pengukuran Suhu • Sensor Mekanik: prinsip pemuaian bahan • Air raksa • Termokopel • Sensor Elektrik: prinsip resistor& semikonduktor • Termistor • RTDs • Sensor Optik: prinsip penyamaan warna temperatur • Memanfaatkan infra merah yang dipancarkan objek • Sistem pengukurannya tidak terkontaminasi • Obyek tidak bisa dicapai atau bergerak, temperatur terlalu tinggi, dibawah pengaruh listrik. • Kamera Infra Merah

4. PERPINDAHAN KALOR • Kalor adalah energi yang mengalir (pindah) dari suhu tinggi ke suhu rendah, akibat adanya perbedaan suhu (ΔT) atau perubahan wujud zat • Kandungan energi dari sebuah benda atau sistem bisa dilihat dari indikasi suhunya. • Kalor = Usaha, hanya muncul juka terjadi perpindahan energi antara sistem dan lingkungan . • Cara Perpindahan kalor: • Konduksi (hantaran) → media padat & fluida • Konveksi (aliran) → media fluida • Radiasi (sinaran/pancaran) → tanpa media

5. Konduksi • Perpindahan kalor tanpa dikuti oleh perpindahan molekol benda (media) tersebut → diam • Hukum Fourier tentang konduksi kalor: • Energi dihantarkan dengan cara: → k • Tumbukan molekol2 yang bergetar → energi kinetik • Angkutan elektron bebas: → peranan lebih besar • Membawa muatan listrik → beda potensial (tegangan) • Membawa energi termal → beda suhu

6. Konveksi • Perpindahan kalor yang disertai perpindahan molekol benda (media) tersebut → bergerak • Hukum pendinginan Newton: • Energi terbawa/terangkut serta oleh media yang berpindah tersebut • Koefisien konveksi (h) tergantung pada viskositas, kecepatan, kapasitas kalor, gradien suhu, rapat massa fluida, bentuk permukaan kontak

7. Radiasi • Proses perpindahan kalor melalui gelombang elektromagnet (infra merah) atau sejumlah paket energi (foton). • Hukum radiasi Stefan-Boltzmann: σ = konstanta Stefan-Boltzmann = 5,67 10-8 W/m2 K4 • Penyerap kalor yang baik = Peradiasi kalor yang baik → benda hitam(emisivitas, ϵ = 1)

8. TERMOELEKTRIK • Termoelektrik merupakan salah satu solid staste technology yang bisa menjadi alternatif: • Sistem pendingin (TEC) selain sistem kompresi uap uap yang masih menggunakan refrigeran → global warming • Pembangkit listrik (TEG) seperti photo voltaic (sel surya) → 24 jam • Teknologi Termoelektrik relatif lebih ramah lingkungan, tahan lama, dan bisa digunakan dalam skala besar • Bahan Semikonduktor yang digunakan umumnya Bismuth Telluride (Bi2 Te3)

9. Efek Seebeck • 1821, ilmuwan Thomas Johann Seebeck, menghubungkan tembaga dan besi dalam sebuah rangkaian, dimana salah satu ujung logam tersebut dipanaskan dan yang lainnya didinginkan, menyebabkan adanya aliran listrik. • Thermoelectric Generator (TEG) • Termokopel: pengukuran suhu • Beda Temperatur → Beda Tegangan • Aliran Kalor → Arus Listrik Searah • Reversible

11. Efek Peltier • 1834, fisikawan Jean Charles Athanase Peltier, menemukan fenomena kebalikan efek Seebeck. Jika arus listrik searah dialirkan pada suatu rangkaian tertutup yang terdiri dari sambungan dua logam yang berbeda, maka terjadi penyerapan kalor (dingin) pada sambungan yang satu dan pelepasan kalor (panas) pada sambungan yang lainnya • Thermoelectric Cooler (TEC) • Elemen Peltier • Beda Tegangan → Beda Temperatur • Arus Listrik Searah → Aliran Kalor • Reversible

12. Prinsip Kerja Termoelektrik TEC TEG

13. Susunan Semikonduktor

14. Susunan TEC

15. TEC (Elemen Peltier)

16. SPESIFIKASI TEC

17. TEC Bertingkat

18. Susunan Dasar Sistem TEC

19. Jenis Susunan Sistem TEC

20. Profil Temperatur Sistem TEC

21. Instalasi & Cara Kerja Pendingin Ruangan

22. Kompresi Vs Termoelektrik

23. Desain DC Cooler

24. Bentuk DC Cooler

25. Pengujian DC Cooler Cabin Baterei 70x70x70 cm

26. Komponen Pengujian • Microlite data logger temperature • Amperemeter • Voltmeter • DC Power Supply • Kabin Baterai • Lampu pijar 60 watt

27. Parameter yang Diukur • Tegangan arus listrik searah (V) • Arus listrik searah (I) • Suhu dalam ruangan kabin (Tin) • Suhu luar ruangan kabin (Tout) • Waktu (menit)

28. Prosedur Pengukuran • Memasang dc-cooler pada tutup/pintu kabin baterai • Dihubungkan ke dc power supply melalui amperemeter & set-up tegangan dengan voltmeter • Set-up terhadap Microlite data logger temperature. • Menempatkan Microlite data logger pada titik-titik uji yang ditentukan, yaitu dalam dan luar kabin • Pintu kabin ditutup dengan rapat. • Pengambilan data temperatur dilakukan dengan kondisi awal sistem mati selama lima menit (data logger hidup). • Pengambilan data dilakukan selama satu jam ditambah lima menit kondisi awal tersebut. • Bila sudah selesai, power supply dimatikan. • Data yang tercatat dalam Microlite data logger temperature dipindahkan dan disimpan ke komputer. • Mengulangi prosedur 1 s/dan 9 untuk melakukan pengujian dengan variasi sistem pendingin yang lain.

29. Variasi Fan & Casing Sisi Panas

30. Hasil Pengujian DC Cooler

31. PENGUJIAN KARAKTERISTIK TEC • Th = 46oC Tc = 10oC • ΔT = 46 – 10 = 36oC • t = 8 menit • V = 12 V I = 4 A

32. THERMOELECTRIC AIR CONDITIONER

33. Aplikasi Lain • Termokopel • Baterai Charger: • Jam tangan • Mobil hybrid • Kulkas mikro: Cooler & Heater • Kotak penyimpan vaksin, darah • dll

36. Terima Kasih