Tahukah Kamu apa itu Heat Exchanger? Bagi yang berprofesi sebagai insinyur atau mengambil kuliah di fakultas teknik mungkin sudah tak asing lagi dengan heat exchanger. Heat exchanger adalah alat penukar panas, dimana cara kerja heat exchanger ini kurang lebih mentransfer atau mendistribusikan energi panas antara 2 maupun lebih fluida, antara padatan degan fluida, maupun antara permukaan padat bersama fluida, dengan temperatur berbeda dan telah terjadi kontak suhu atau termal.
Selain itu, ada pula heat exchanger yang berperan sebagai alat sterilisasi, alat pembuang panas, distilasi, pemisahan campuran, pasteurisasi, kristalisasi, pembentukan konsetrat hinga mengontrol proses fluida.
Adapun hal terpenting dari alat heat exchanger ini ialah permukaan yang terjadi kontak panas. Nah, dari permukaan inilah akan terjadi proses perpindahan atau transfer panas antara suatu zat dengan zat lain. Dimana semakin luas permukaan bidang kontak yang dimiliki heat exchanger, maka semakin tinggi pula nilai efisiensi pada perpindahan panasnya. Dalam kondisi tertentu, biasanya ada tambahan komponen yang bisa dipakai untuk menambah luas total pada bidang kontak panas itu sendiri. Dimana komponen ini dinamakan sirip.
Daftar Isi
Cara Kerja Heat Exchanger
Jenis-Jenis Heat Exchanger Menurut Cara Kerja Transfer Panasnya
Heat exhanger bisa dikelompokkan ke dalam berbagai jenis, biasanya tergantung dari beberapa aspek. Cara kerja heat exchanger juga tergantung dari jenisnya itu sendiri.
1. Heat Exchanger Kontak Tak Langsung
Cara kerja heat exchanger jenis ini biasanya melibatkan beberapa fluida yang bertukar panas antara sat dengan yang lainya melalui lapisan dinding pemisah fluida-fluida itu sendiri. Dengan demikian, di dalam heat exchanger tidak terjadi kontak langsung pada fluida-fluida tersebut.
Heat exchanger tipe kontak tidak langsung, dibagi lagi ke dalam beberapa jenis diantaranya :
-
Heat exchanger dengan sistem direct transfer
Pada heat exchanger ini, akan terjadi perpindahan panas dari fluida yang panas menuju fluida dingin yang melalui dinding pemisah. Aliran fluida tersebut berlangsung secara terus menerus. Selain itu, yang membedakan jenis heat exchanger yang satu ini dengan HE kontak tak langsung ialah aliran pada fluida kerja berlangsung terus menerus bahkan tanpa berhenti mengalir sama sekali. Tipe HE ini biasa disebut juga sebagai heat exchanger recuperator.
-
Storage Type Exhanger
Storage type exchanger biasa disebut sebagai regenerative heat exchanger. Tipe HE ini mentransfer panas yang berasal dari fluida bertemperatur panas menuju fluida dingin secara bertahap atau intermittent yang melewati dinding pemisah. Oleh karena itu, dalam jenis HE ini, fluida tidak terus menerus mengalir, sebab terjadi proses pemisah yang terdapat antara beberapa fluida itu sendiri.
-
Fluidized Bed Heat Exchanger
Komponen solid pada jenis heat exchanger ini berperan untuk menyimpan panas dari fluida bertemperatur panas yang melaluinya. Biasanya aliran fluida tersebut sedikit terhalang sehingga kecepatan pada aliran fluida tersebut menurun. Sedangkan panas yang ada didalamnya bisa diserap padatan secara efisien. Kemudian fluida dingin akan mengalir melewati saluran pada pipa yang didistribusikan melalui padatan yang menyimpan panas. Selanjutnya panas di dalamnya secara bertahap kan ditransfer menuju fluida dingin.
2. Heat Exchanger Kontak Langsung
Heat exchanger kontak langsung adalah sebuah HE yang di dalamnya mengalami perpidahan panas pada satu maupun lebih fluida diikuti terjadinya pencampuran massa pada fluida-fluida terkait. Selain terjadinya perpindahan panas juga diikuti perubahan fase antara satu maupujn lebih fluida tersebut. Perubahan fase ini menunjukkan adanya perpindahan energi panas cukup besar. Alhasil semakin meningkatkan kecepatan transfer panas. Berikut beberapa jenis heat exchanger kontak langsung :
-
Gas-Liquid Exhanger
Aplikasi paling umum jenis heat exhanger yang satu ini biasanya terdapat pada alat cooling tower basah. Sesuai namanya, Gas Liquid Exhanger melibatkan 2 fluida kerja dari fase berbeda antara gas dan cair. Tapi biasanya fluida kerja tersebut menggunakan udara dan air. Kembali lagi ke cara kerja heat exchanger jenis ini, yaitu pada cooling tower pembangkit listrik tenaga uap.
Penggunaan cooling tower itu dalam PLTU biasanya berada jauh dari lokasi sumber air. Dalam hal ini udara bekerja dan berperan menjadi media pendingi, sementara air menjadi media yang akan didinginkan.
-
Immiscible Fluid Exchanger
Salah satu aplikasi pemakaian cara kerja heat exchanger ini ialah pada alat pembangkit tenaga surya atau PLTS. Biasanya jenis HE ini terdiri dari 2 fluida dengan jenis berbeda yang akan dicampurkan sampai terjadi transfer panas sesuai keinginan. Proses yang dilakukan terkadang tak berpengaruh pada fase fluidaitu sendiri, tetapi dapat diikuti oleh proses kondensasi dan evaporasi.
-
Liquid Vapour Exchanger
Fungsi HE jenis ini untuk menurunkan suhu uap air melalui penyemprotan sejumlah air ke aliran uap air itu sendiri. Dalam booiler biasanya proses ini dinamakan sebagai desuperheater spray. Cara kerja heat exchanger jenis ini juga untuk meningkatkan suhu air dengan cara mencampurkan atau mengontakkan uap air pada aliran air. Jadi dalam liquid vapour exchanger, melibatkan 2 fluida yang berbeda fase, yaitu antara air dengan uap air dengan diikuti pencampuran massa pada keduanya.
Jenis-Jenis Heat Exchanger Menurut Bidang Kontak Perpindahan Panas
Parameter yang dipakai untuk pengklasifikasian heat exchanger menurut luas bidang kontak ialah satuan besar dari luas permukaan pada bidang kontak untuk tiap volume HE. Dengan semakin luas area permukaan pada bidang kontan per satuan volume-nya, tentu saja akan lebih besar pula efisiensi transfer panas yang diperoleh. Tapi tetap saja harus memperhatikan jenis dari fluida yang dipakai. Jadi semakin besar atau banyak kandungan partikel pada fluida, akan semakin rendah pula kebutuhan luas pada permukaan bidang kontak transfer panas heat exchanger.
Dimana klasifikasi HE tersebut diantaranya ialah berupa Compact Heat Exchanger, Micro Heat Exchanger dan Laminar Flow Heat Exchanger.
Jenis-Jenis Heat Exchanger Menurut Jumlah Fluida Kerja
Proses transfer panas yang terjadi antar fluida sebagian besar hanya melibatkan 2 jenis fluida berbeda. Seperti air bersama air, uap bersama air laut, uap bersama air dan sebagainya. Tetapi ada juga HE yang ikut mellibatkan beberapa fluida kerja berbeda jenis. Biasanya jenis HE ini dipakai dalam beberapa proses kimiawi.
Komponen Penyusun Heat Exchanger
Dalam heat exchanger, biasanya terdiri atas beberapa komponen, berikut ini :
1. Tube
Adalah pipa berukura kecil dan tersusun di bagian dalam shell. Dimana aliran pada tube biasanya dibuat melintas hingga lebih dari sekali denan tujuan agar meningkatkan atau memperesar koefisien transfer panas pada lapisan film fluida yang ada dalam tube.
2. Baffle
Adalah sekat-sekat pada HE yang biasanya dipakai untuk melakukan pengaturan aliran melalui shell, untuk menghasilkan turbulensi tinggi. Dapat menahan struktur pada tube bundle, dan menahan sekaligus mencegah getaran yang terjadi pada tube.
3. Tube Pitch
Merupakan lubang yang tak bisa dibor pada jarak sangat dekat, sebab jarak tube terlalu dekat bisa melemahkan struktur pada penyangga tube itu sendiri.
4. Shell
Shell adalah bagian tengah pada alat penukar panas sebagai tempat tube bundle.
Itulah beberapa komponen yang terdapat dalam heat exchanger dan cara kerja heat exchanger berdasarkan jenis-jenis HE itu sendiri. Semoga bermanfaat!
Related Tutorials:
