HEAT EXCHANGER BY MOH.ARIS AS’ARI, S.Pd REFRIGERATION AND AIR CONDITIONING TECHNICAL SKILL PROGRAM SMK NEGERI 1 CIREBON Visit us on : refacsmkn1crb.wordpress.com

HEAT EXCHANGER (alat penukar panas)

A. Condenser Proses kondensasi merupakan proses perubahan fasa uap panas menjadi liquid panas dengan tekanan dan temperatur yang tinggi. Perubahan fasa yang terjadi karena adanya perpindahan panas dari refrigeran ke media pendingin. Panas yang dibuang adalah panas laten.

Berdasarkan media pendinginnya, terdapat tiga jenis condenser, yaitu : 1. Air Cooled Condeser (ACC) Air Cooled Condeser (ACC) adalah condenser yang menggunakan media pendingin udara.

Plus and Minus Air Cooled Condeser Keuntungan menggunakan Air Cooled Condeser adalah : mengurangi instalasi untuk cooling tower sehingga mengurangi biaya perawatan. Air Cooled Condeser adalah sistem yang sudah utuh, packaged system, sehingga akan mengurangi waktu untuk mendesain sistem, instalasi yang sederhana, dan faktor packaging system yang membuat semua komponen refrigerasi yang sudah terpasang dari pabrik sehingga memudahkan untuk monitoring sistemnya. Kerugian dari sistem ini adalah Jika temperatur ambient diatas dari temperature kondesor Biaya energy listrik untuk fan mahal. Air Cooled Condeser diinstalasi dibagian luar gedung.

Water Cooled Condeser (WCC) Water Cooled Condeser (WCC) adalah condenser yang menggunakan media pendingin air.

Plus and Minus Keuntungan menggunakan Water Cooled Condenser : Energi yang digunakan pada Water Cooled Condenser lebih efesien dibandingkan Air Cooled Condenser karena tidak membutuhkan fan. Tidak dipengaruhi oleh temperatur ambient . Life time dari Water-cooled chiller bisa mencapai 20-25 tahun sedangkan untuk air-cooled chillers hanya 15-20 tahun. Kerugian dari Water Cooled Condenser adalah instalasi yang tidak sederhana karena menggunakan cooling tower. Instalasi cooling tower akan berhubungan dengan maintenance pada water treatment, make up water, perawatan pada tower, freeze protection dan pembesihan tabung condenser sehingga butuh biaya. Water Cooled Condenser diinstalasi di bagian dalam gedung biasanya di basement.

Secara umum sistem Water Cooled Condenser bisa dibagi menjadi 2 kategori, yaitu : Waste-water system, dimana air yang sudah terpakai di condenser langsung dibuang. Biasanya sistem ini dipakai untuk lokasi sistem yang kaya dengan sumber air.

Recirculated water system, dimana air yang sudah terpakai untuk mendinginkan kondenser didinginkan melalui cooling tower lalu disirkulasikan kembali ke condenser.

Cooling tower digunakan untuk memproses ulang air atau mampu menurunkan temperatur air (recovery devices).

Berdasarkan cara udara bersirkulasi, cooling tower bisa dibedakan menjadi dua jenis yaitu natural draft dan mechanical draft. Bila sirkulasi udara yang melewati tower berlangsung secara alamiah maka cooling tower tersebut berjenis natural draft atau atmospheric tower. Sedangkan bila sirkulasi udara dilakukan secara aksi (gaya) oleh fan atau blower maka cooling tersebut berjenis mechanical draft tower.

natural draft atau atmospheric tower Natural draft atau hyperbolic cooling tower memanfaatkan perbedaan temperatur antara udara sekitar dengan udara panas di dalam tower. Ketinggian cooling tower tipe ini harus di atas 200 m, dan biasanya digunakan untuk pembuangan panas yang besar karena biaya pembangunannya tower ini mahal.

tipe natural draft cooling tower Cross flow tower yaitu udara dialirkan melewati tetesan air dan air yang telah dingin ditampung diluar tower.

tipe natural draft cooling tower Counter flow tower yaitu udara dialirkan ke atas berlawanan arah dengan tetesan air dan air yang telah dingin ditampung didalam tower.

Mechanical draft cooling tower Mechanical draft cooling tower menggunakan fan/blower untuk menekan dan mengalirkan udara untuk mendinginkan air.

Terdapat dua tipe dari mechanical draft cooling tower, yaitu : a. Forced draft cooling tower Udara di dorong ke dalam cooling tower dengan menggunakan fan yang diletakan pada inlet air tower.

b. Induced draft cooling tower Induced draft cooling tower menggunakan fan sebagai exhaust untuk membuang udara panas keluar dari tower. Induced draft cooling tower bisa dibagi dua berdasarkan arah aliran udaranya yaitu counter flow dan cross flow induced draft cooling tower. Counter flow induced draft cooling tower Arah aliran fresh air berlawan arah dengan arah tetesan air dari kondenser.

2. Cross flow induced draft cooling tower Arah aliran fresh air tegak lurus dengan arah tetesan air dari kondenser.

Berdasarkan bentuknya, cooling tower juga bisa dibagi menjadi dua bentuk, yaitu Rectilinear Round Mechanical Drift.

Kefektifan sebuah cooling tower dipengaruhi oleh beberapa faktor di bawah ini : Perbedaan tekanan uap antara udara dan air Luas permukaan air dan lamanya proses Kecepatan udara yang dialirkan melewati tower Arah aliran udara yang dihubungkan dengan luas permukaan air yang dipercikan

Terdapat tiga tipe dasar dari Water Cooled Condenser yaitu : 1. Tipe double-tube / tube and tube Tipe ini menggabungkan dua pipa, yang satu berisi refrigeran dan satunya lagi berisi air dengan arah arus saling berlawanan.

TUBE AND TUBE

TUBE AND TUBE

2. Tipe Shell and tube Tipe ini menggunakan shell (tabung) yang berfungsi menampung refrigeran dari kompresor untuk dikondesasikan sedangkan air sebagai media penghantar panas berada di dalam pipa horizontal.

Konstruksi Shell and Tube

Konstruksi Shell and Tube

Konstruksi Shell and Tube

Evaporative Cooled Condeser (ECC) Evaporative Cooled Condeser (WCC) adalah condenser yang menggunakan media pendingin gabungan udara dan air.

Evaporative Cooled Condeser (ECC)

ECC Display

B. Evaporator Evaporator berfungsi heat exchanger, atau sebagai tempat perpindahan panas. Refrigeran ketika masuk pada evaporator masih berfasa campuran liquid. Seiring pengambilan panas yang terjadi mengakibatkan penguapan, sehingga di dalam evaporator refrigeran berfasa campuran uap dan liquid. Akibat pengambilan panas tersebut, ketika refrigeran keluar dari evaporator maka refrigeran sudah berbentuk uap jenuh. Terjadi proses perpindahan panas selama refrigeran mengalir di dalam evaporator dan pengambilan panas dari ruangan. Panas yang diambil oleh refrigeran di dalam evaporator adalah panas laten, yaitu proses pengambilan panas tanpa disertai perubahan temperatur dan tekanan namun terjadi perubahan fasa.

Dalam sistem refrigerasi yang besar (umumnya tipe shell and tube), evaporator bisa dibagi menjadi dua tipe yaitu : a. Tipe Flooded Evaporator Refrigeran dari XV akan masuk menggenangi shell yang di dalamnya berisi pipa yang berisi air. Air hangat yang masuk di dalam pipa akan diserap panasnya oleh refrigeran yang menggenangi shell. Akibat perpindahan panas ini, refrigeran yang menggenangi shell akan menguap dan uap refrigeran akan naik menuju kompresor, sedangkan air yang keluar dari shell akan menjadi dingin. Flooded evaporator biasanya dilengkapi oleh sensor level liquid refrigeran di dalam shell yang terhubung dengan mekanisme kerja electronic expansion valve sehingga akan mengatur banyaknya refrigeran yang akan masuk ke dalam shell untuk menjaga tingkat terendah refrigeran yang menggenangi shell.

Type Flooded Evaporator

FLOODED EVAPORATOR

FLOODED EVAPORATOR

FLOODED EVAPORATOR

b. Direct Expansion (DX) Evaporator Beda dengan tipe Flooded evaporator, refrigeran yang keluar dari XV akan masuk melalui pipa dan air akan masuk memenuhi shell. Air di dalam shell akan didinginkan oleh refrigeran yang ada di dalam pipa, konsekuensinya refrigeran akan menguap dan keluar menuju kompresor. Untuk membantu sirkulasi air didalam shell, maka terdapat baffle untuk mengarahkan gerak air didalam shell.

BAFFLE WATER MOVE

DX (DIRECT EXPANSION) EVAPORATOR TIPE SHELL AND TUBE TIPE SHELL AND TUBE

DX (DIRECT EXPANSION) EVAPORATOR TIPE FIN AND TUBE