Di dalam industri kimia diperlukan sebuah alat penukar panas yang sering disebut juga dengan heat exchanger (HE). Dengan alat ini maka akan membuat perpindahan panas bisa dilakukan dengan baik. Bahkan bisa juga digunakan sebagai pemanas maupun pendingin.
Memang terdengar cukup membingungkan namun Anda bisa melihat contohnya dalam air yang dipanaskan. Untuk air yang dipanaskan tersebut disebut juga dengan fluida panas sedangkan untuk air biasa disebut sebagai air pendingin atau cooling water.
Dalam artikel ini, akan dijelaskan mengenai alat penukar panas yang mungkin saja akan berguna untuk kehidupan sehari-hari. Terlepas penggunaannya memang lebih banyak pada industri kimia.
Pasti penasaran bukan dengan apa saja pembahasan mengenai heat exchanger ini? Jangan lewatkan pembahasan di bawah ini:
Apa Itu Heat Exchanger?
Pengertian dari alat penukar panas ini sebenarnya adalah mesin yang berguna untuk memindahkan panas pada dua fluida pada susu yang berbeda dengan adanya sekat pemisah. Untuk fluida ini sendiri merupakan segala jenis zat yang bisa dialirkan dalam bentuk cair maupun gas.
Beberapa industri yang menggunakan fungsi dari alat ini seperti industri minuman, kilang minyak, maupun pendingin pembangkit listrik.
Tidak heran jika alat pemindah panas ini sering juga disebut sebagai alat penukar kalor. Hal tersebut dikarenakan melihat dari cara kerjanya yang mampu memindahkan energi panas atau thermal ke fluida lainnya.
Bahkan, kegunaannya tidak terlepas dari kebutuhan sehari-hari seperti AC atau Air Conditioner. Dan bisa dalam skala besar seperti Powerplant.
Fungsi Heat Exchanger
Kemudian, kenali fungsi-fungsi yang dimiliki oleh alat penukar panas ini, seperti:
1. Mendinginkan Minyak Pelumas
Pada beberapa mesin produksi membutuhkan pendinginan yang diakibatkan oleh penggunaan operasional. Biasanya, proses pendinginan ini akan menggunakan minyak khusus yang dialirkan pada alat penukar panas ini sehingga minyak akan kembali terasa dingin.
Dan setelah mesin didinginkan dengan minyak khusus tersebut maka dalam kondisi dingin bisa membuat mesin digunakan kembali.
2. Memanaskan Air
Selain mendinginkan, juga bisa berfungsi sebagai memanaskan air terlebih pada industri minuman yang sangat dibutuhkan. Selain tujuannya memang memanaskan air pada minuman namun tujuannya juga ada pada untuk sterilisasi.
3. Pasteurisasi Susu
Tidak heran bukan, jika fungsi dari alat ini adalah untuk membunuh kuman maupun organisme berbahaya. Banyak industri minuman terlebih minuman susu yang menggunakannya untuk proses pemanasan makanan.
Tujuannya tidak bukan adalah untuk membunuh organisme yang merugikan. Organisme yang mampu dibunuh dengan alat penukar panas ini seperti protozoa, bakteri, kapang, maupun khamir.
Jenis-Jenis Heat Exchanger
Melihat di pasaran maka akan banyak jenis yang ditemukan untuk alat penukar panas ini. Dan biasanya akan diklasifikasi berdasarkan dengan konstruksi yang menggunakannya, seperti:
1. Plate Heat Exchanger
Jenis pertama adalah plate heat exchanger yang merupakan jenis paling banyak ditemukan dan umum digunakan untuk industri. Untuk bentuknya sendiri biasanya adalah plate atau lempengan yang ditumpuk sehingga bentuknya berlapis.
Pastinya, media yang digunakan dalam pertukaran panas suhu adalah lempengan atau plate itu sendiri. Dan pada lempengan tersebut bisa diisi dengan fluida panas dan diapit pada isi fluida dingin sehingga lempengan bisa menghantarkan kalornya.
Tujuannya adalah untuk membuat fluida panas menjadi turun suhunya karena perpindahan dari kalor ke fluida lainnya.
2. Shell & Tube Heat Exchanger
Bentuk dari jenis ini terlihat pada dua buah bagian utama yang dimiliki yaitu pipa tabung kecil dan pipa tabung besar yang membungkusnya. Isi dari tabung besar itu sendiri adalah fluida panas dan untuk tabung kecilnya berisi fluida dingin.
3. Double Pipe Heat Exchanger
Sama seperti jenis sebelumnya yang memiliki dua pipa yaitu memiliki pipa kecil yang dibungkus dengan pipa besar. Sedangkan, untuk isiannya pipa kecil ini akan diisi dengan fluida dingin dan pipa besar sebaliknya akan diisi oleh fluida panas.
Akan tetapi, yang membedakan dengan bentuk Shell and Tube adalah bentuk dari double pipe ini terlihat lebih besar dan panjang. Berbeda dengan shell and tube yang terlihat lebih ringkas dan tidak terlalu rumit.
4. Air Cooled Heat Exchanger
Disebut juga sebagai Fin Fan Heat Exchanger yang memiliki perbedaan cukup banyak jika dibandingkan dengan jenis lainnya. Untuk heat exchanger ini sendiri akan menggunakan bantuan mekanik dalam penurunan dari suhu fluidanya itu sendiri.
Pada bentuknya terdapat fan atau kipas yang tentunya memiliki fungsi tersendiri. Tidak lain, fungsinya adalah untuk mendinginkan fluida yang ada di dalam pipa.
5. Spiral Heat Exchanger
Dilihat dari namanya saja bentuk dari alat ini sudah terlihat, spiral seperti namanya. Bentuknya sendiri merupakan dua saluran yang ada yaitu untuk saluran fluida panas dan saluran fluida dingin. Alat penukar panas dengan bentuk ini cukup unik namun juga menarik untuk digunakan pada industri kimia.
Komponen Heat Exchanger
Meskipun banyak jenis yang bisa diketahui pada alat penukar panas ini, ternyata komponennya juga tidak berbeda jauh. Namun, tidak menutup kemungkinan bahwa komponennya sendiri berbeda-beda tergantung pada jenis dari alat penukar panas ini.
Namun, tentu saja bisa dipelajari beberapa contoh komponen utama pada satu jenis yaitu plate heat exchanger yang bisa dikatakan umum dan sering digunakan, seperti:
- Cover yang berfungsi sebagai penutup plate ada alat penukar panas.
- Plate yang berfungsi sebagai media pertukaran kalor yang ada.
- Bearing box yang berfungsi sebagai penyangga lempengan plat dengan bentuk lubang.
- Frame foot yang berfungsi sebagai penyangga yang berada di bawah heat exchanger.
- Saluran pipa yang berfungsi sebagai tempat keluar masuknya fluida yang ada terjadi pada alat penukar.
- Bar penyangga yang berfungsi sebagai penyangga aras pada alat ini.
Baca Juga: 7 Klasifikasi Aliran Fluida Beserta Ciri dan Penjelasannya
Prinsip Kerja Heat Exchanger
Untuk prinsip kerjanya juga dibagi menjadi tiga yang berdasarkan dengan tinjauan masing-masing, seperti:
1. Proses Perpindahan
Dalam proses perpindahan ini masih dibagi menjadi dua kondisi yaitu direct contact dan indirect contact. Untuk direct contact ini perpindahan langsung terjadi tanpa adanya pembatas. Sedangkan, untuk indirect contact akan melalui dinding pembatas. Dan untuk itu bisa dilihat pada perbandingan di bawah ini:
2. Berdasarkan Jumlah Fluida Kerja
Jumlah dari fluida kerja ini sendiri seperti dua fluida, tiga fluida, maupun N-fluida yaitu (N>3). Yang mana pada fluida tersebut ada yang bekerja sebagai fluida dingin dan panas. Dalam beberapa penggunaan fluida kerja ini bisa menggunakan proses kimia.
Prosesnya seperti contoh penghilangan kandungan nitrogen pada bahan baku gas alam. Dengan begitu maka prosesnya bisa melalui pemanasan pendinginan, penambahan panas, maupun untuk penyerapan panas itu sendiri.
3. Berdasarkan Aliran Fluida
Aliran yang mengalir ini bisa dikelompokkan menjadi single pass dimana fluida mengalir pada satu kali dan multi pass dimana fluida mengalir daru dua jenis arah aliran. Jadi, fluida sendiri bisa mengalir sesuai dengan jenis dari heat exchanger itu sendiri.
Kesimpulan
Heat Exchanger sangat dibutuhkan pada industri kimia maupun kehidupan sehari-hari. Dan jenis-jenisnya akan mempengaruhi komponen yang ada di dalamnya karena bisa berbeda. Oleh sebab itu, penggunaannya sendiri harus tepat dan didasarkan pada fungsinya untuk menukarkan panas.
Baca Juga: Sistem Udara dan Gas