Dalam dunia industri, terdapat begitu banyak alat yang memiliki fungsi berbeda. Kondensor termasuk salah satu peralatan yang digunakan dalam industri kimia maupun energi. Contohnya ada di industri petrokimia, unit pengolahan migas, hingga pembakit listrik.
Ketahui lebih dalam mengenai kondensor dan prinsip kerjanya dengan membaca penjelasan yang akan disampaikan secara lengkap berikut ini.
Kondensor
Kondensor adalah peralatan yang berfungsi untuk mengubah uap menjadi air. Prinsip kerja Kondensor proses perubahannya dilakukan dengan cara mengalirkan uap ke dalam suatu ruangan yang berisi pipa-pipa (tubes). Uap mengalir di luar pipa-pipa (shell side) sedangkan air sebagai pendingin mengalir di dalam pipa-pipa (tube side). Kondensor seperti ini disebut kondensor tipe surface (permukaan). Kebutuhan air untuk pendingin di kondensor sangat besar sehingga dalam perencanaan biasanya sudah diperhitungkan. Air pendingin diambil dari sumber yang cukup persediannya, yaitu dari danau, sungai atau laut. Posisi kondensor umumnya terletak dibawah turbin sehingga memudahkan aliran uap keluar turbin untuk masuk kondensor karena gravitasi.
Laju perpindahan panas tergantung pada aliran air pendingin, kebersihan pipa-pipa dan perbedaan temperatur antara uap dan air pendingin. Proses perubahan uap menjadi air terjadi pada tekanan dan temperatur jenuh, dalam hal ini kondensor berada pada kondisi vakum. Karena temperatur air pendingin sama dengan temperatur udara luar, maka temperatur air kondensatnya maksimum mendekati temperatur udara luar. Apabila laju perpindahan panas terganggu, maka akan berpengaruh terhadap tekanan dan temperatur.
Gb 1 Prinsip kerja kondensor
Konstruksi Kondensor
Aliran air pendingin ada dua macam, yaitu satu lintasan (single pass) atau dua lintasan (double pass). Untuk mengeluarkan udara yang terjebak pada water box (sisi air pendingin), dipasang venting pump atau priming pump. Udara dan non condensable gas pada sisi uap dikeluarkan dari kondensor dengan ejector atau pompa vakum.
Gb 2Kondensor tipe permukaan (surface condenser)
Gb 3 Konstruksi Kondensor
Prinsip Kerja Kondensor
Seperti yang sudah sempat dijelaskan sebelumnya, kondensor bekerja dengan cara mengalirkan uap ke sebuah ruangan berisi pipa. Uap tersebut akan mengalir di bagian shell side atau luaran pipa. Sedangkan pipa dialiri oleh air yang berfungsi sebagai pendingin.
Lebih lanjut, cara kerja kondensor terbagi menjadi dua karena alat ini juga terdiri dari dua jenis, yaitu surface dan direct contact condenser. Silakan simak penjelasan di bawah ini untuk mengetahui perbedaan prinsip kerja di antara keduanya.
1. Surface Condenser
Pada kondensor jenis pertama uni, pengubahan dilakukan dengan mengalirkan uap ke dalam ruangan berisi pipa. Uap akan dialirkan hingga memenuhi bagian luar pipa. Kemudian air yang berfungsi sebagai elemen pendingin dialirkan di dalam pipa.
Uap yang memiliki temperatur panas akan bersentuhan langsung dengan pipa yang bersuhu dingin karena sudah dialiri air di dalamnya. Kalor atau energi panas dari uap pun akan terserap. Hal ini membuat suhunya turun, kemudian terjadilah proses kondensasi.
Perlu diketahui bahwa surface condenser terbagi lagi menjadi dua jenis. Keduanya dibedakan berdasarkan bagaimana cara masuk uap serta air pendingin. Silakan simak penjelasannya di bawah untuk tahu perbedaannya.
- Horizontal Condenser
Air untuk mendinginkan akan dimasukkan melalui sisi bagian bawah. Selanjutnya masuk ke dalam pipa dan keluar di sisi atas. Sementara itu, uap masuk melalui bagian tengah kondensor, selanjutnya keluar melalui kondensat di sisi bawah.
- Vertical Condenser
Berbeda dengan tipe horizontal di atas, air pendingin akan dimasukkan melalui sisi bagian bawah. Berikutnya, air tersebut dialirkan ke dalam pipa dan dikeluarkan melalui saluran di sisi atas kondensor. Sementara uap atau steam dimasukkan dari sisi atas dan air kondensat dikeluarkan melalui sisi bawah.
2. Direct Contact Condenser
Berbeda dengan surface condenser, direct contact condenser bekerja dengan cara mencampurkan uap dan air pendingin secara langsung. Itulah kenapa kondensor yang satu ini disebut dengan istilah direct contact atau kontak langsung.
Air pendingin akan disemprotkan ke arah uap sehingga uap/steam tersebut menempel di setiap butir air pendingin. Karena air pendingin langsung disemprotkan ke arah uap, kondensor yang satu ini juga disebut sebagai spray condenser.
Uap akan menempel ke butir-butir air pendingin begitu disemprotkan. Hal ini mengakibatkan terjadinya kontak temperatur sehingga uap terkondensasi dan bercampur dengan air pendingin yang sudah dekat ke fase saturated atau basah.
Meski memiliki cara atau prinsip kerja yang berbeda, kondensor sebenarnya bekerja dalam 3 fase yang akan dijelaskan di bawah ini.
- Desuperheating merupakan fase di mana uap dimasukkan ke dalam kondensor dan mengalami superheated serta super pressurized. Desuperheating sendiri berarti proses mengeluarkan energi panas dari uap sehingga wujudnya dapat berubah menjadi cair.
- Kondensasi terjadi ketika seluruh superheat refrigerant sudah mengalami penolakan. Pada proses ini, refrigerant gas akan bertransformasi sehingga wujudnya berubah menjadi cair.
- Terakhir merupakan fase sub pendinginan yang dilakukan untuk memastikan bahwa seluruh cairan berada pada temperatur rendah. Hal ini dilakukan supaya tidak terjadi kenaikan suhu sehingga cairan tidak kembali menjadi uap.
Fungsi Kondensor
Di atas telah dijelaskan mengenai pengertian, konstruksi, hingga cara kerja kondensor. Perlu diketahui bahwa kondensor memiliki fungsi utama untuk mengkondensasi di suhu serta tekanan tinggi dengan mengubah uap atau gas menjadi cair (Hekdman dan Singh, 1981).
Peran utama kondensor adalah membuang energi panas atau kalor ke lingkungan luar dan mengkondensasikan uap ke turbin. Hasil akhirnya berupa air dalam bentuk kondensat. Berikut ini adalah beberapa fungsi dari kondensor secara lebih detail.
- Membuat ruang hampa dengan cara mengembunkan uap
- Menghilangkan gas non condensable yang ikut terlarut dari kondensat
- Menghemat kondensat agar bisa dipakai kembali sebagai pasokan air umpan untuk pembangkit uap
- Menyediakan penghalang yang kedap terhadap udara masuk sehingga mampu mencegah tekanan balik yang berlebihan pada turbin
- Menjadi penghalang anti bocor antara kondensat berkualitas tinggi yang terkandung di dalam cangkang serta air pendingin yang tidak diproses atau diolah
- Sebagai tempat pembuangan, menerima uap serta kondensat dari berbagai penukar panas, pembuangan uap atau gas, serta pembuangan turbin.
Macam-macam Kondensor
Berikut ini adalah beberapa macam kondensor yang sering digunakan.
- Water cooled condenser: kondensor yang menggunakan air sebagai pendingin sehingga membutuhkan pasokan air stabil agar bisa berfungsi secara normal.
- Air cooled condenser: hanya menggunakan udara sebagai media pendingin, sering digunakan di freezer atau lemari es berukuran kecil dan biasa digunakan di rumah tangga.
- Evaporative condenser: media pendingin yang digunakan adalah campuran dari udara dan air.
- Kondensor allihn: memiliki bentuk seperti bola di bagian pipa pengalir uapnya yang berfungsi untuk proses refluks. Hal ini membuat kondensasi hanya membutuhkan waktu singkat.
- Kondensor graham: disebut juga dengan kondensor koil. Proses kondensasi pada kondensor lebih maksimal karena permukaannya jauh lebih besar.
Kondensor tidak hanya digunakan dalam industri maupun pembangkit listrik. Peralatan elektronik seperti AC serta kulkas yang ada di rumah juga menggunakan kondensor untuk menukar panas. Freon yang awalnya berbentuk gas menjadi cair sehingga mampu mendinginkan udara.
Artikel Berkaitan: Jenis Kondensor