Heat exchanger merupakan salah satu perangkat penting yang umumnya hadir di berbagai lokasi industri. Perangkat ini memiliki fungsi ganda sebagai sistem pemanas maupun pendingin. Namun, di banyak sektor industri, terutama di pabrik, heat exchanger lebih sering dimanfaatkan sebagai sistem pendingin. Lalu, bagaimana cara kerja heat exchanger tersebut? Untuk mencari tahu jawabannya, Anda bisa simak uraian lengkap di bawah ini.
Apa Itu Heat Exchanger?
Secara sederhana, heat exchanger adalah suatu alat yang dirancang untuk mentransfer panas dari satu fluida ke fluida lain. Fluida tersebut bisa berupa cairan atau gas, tergantung pada aplikasi dan tujuan penggunaannya. Heat exchanger berfungsi untuk mengoptimalkan pemanfaatan panas, sehingga efisiensi dan kinerjanya meningkat secara signifikan.
Heat exchanger dapat ditemukan dalam berbagai bentuk dan ukuran, mulai dari yang sederhana hingga yang kompleks, tergantung pada kebutuhan dan skala penggunaan. Namun, prinsip kerjanya tetap sama, yakni melakukan pertukaran panas antara dua fluida yang berbeda.
Pentingnya heat exchanger dalam industri tidak bisa diabaikan. Kemampuannya mentransfer panas secara efisien membuat alat ini berperan dalam memaksimalkan kinerja sistem pemanas dan pendingin. Hal ini tidak hanya meningkatkan efisiensi energi, tetapi juga membantu menjaga keberlangsungan produksi dalam skala besar. Oleh karena itu, pemahaman tentang cara kerja dan aplikasi heat exchanger sangat penting.
Fungsi Heat Exchanger
Heat exchanger memiliki jangkauan aplikasi industri yang sangat luas. Alat ini dapat digunakan sebagai sistem pendingin (recuperator) atau pemanas (regenerator). Ini dikarenakan banyak proses industri yang membutuhkan tingkat panas tertentu agar dapat bekerja dengan baik.
Di dalam pabrik industri, sistem satu ini membantu menjaga mesin, bahan kimia, air, gas, dan zat lainnya dalam suhu yang aman.
Selain itu, alat ini juga dapat digunakan untuk menangkap dan mentransfer uap atau pembuangan panas yang dilepaskan sebagai produk sampingan dari suatu proses atau operasi, sehingga uap atau panas tersebut dapat dimanfaatkan dengan lebih baik di tempat lain guna meningkatkan efisiensi dan menghemat biaya operasional pabrik.
Dalam proses industri, heat exchanger bisa digunakan pada hampir semua sektor, termasuk untuk industri, makanan, minuman, obat-obatan, metalurgi, gas dan minyak, dan masih banyak lagi.
Pada dasarnya, alat ini dapat membantu mengoptimalkan proses pemanasan maupun pendinginan dengan cara yang efisien, sehingga dapat menghemat sumber daya dan energi secara signifikan.
Jenis Heat Exchanger
Heat exchanger merupakan perangkat yang sangat penting dalam industri, dan terdapat berbagai jenis heat exchanger yang digunakan untuk berbagai keperluan. Setiap jenis heat exchanger memiliki karakteristik dan kelebihan masing-masing, sehingga pemilihan yang tepat menjadi hal penting agar bisa disesuaikan dengan penggunaannya. Kalau begitu, simak berbagai jenis heat exchanger tersebut berikut ini.
1. Spiral Heat Exchanger
Spiral heat exchanger memiliki desain yang unik berupa spiral yang dililitkan secara berulang. Jenis heat exchanger ini memiliki dua saluran, satu untuk fluida panas dan satu lagi untuk fluida dingin. Bentuknya yang unik membuat heat exchanger ini sering digunakan dalam industri kimia. Spiral heat exchanger biasanya digunakan untuk proses pemanasan atau pendinginan dengan perbedaan suhu yang besar.
2. Air Cooled Heat Exchanger
Air cooled heat exchanger, seperti namanya, menggunakan udara sebagai medium untuk mendinginkan fluida panas. Bentuknya mencakup penggunaan kipas atau fan yang memiliki fungsi utama untuk mendinginkan fluida yang mengalir di dalam pipa. Pastikan Anda merawat dan menjaga kipas tersebut dengan baik agar performanya selalu dalam keadaan optimal.
3. Shell & Tube Heat Exchanger
Shell & tube heat exchanger merupakan jenis yang paling umum digunakan. Heat exchanger ini terdiri dari tabung-tabung kecil di dalam suatu selongsong (shell). Fluida yang satu mengalir di dalam tabung-tabung sedangkan fluida yang lain mengalir di sekeliling tabung-tabung tersebut. Biasanya, fluida panas mengisi tabung besar dan fluida kecil mengisi tabung kecil.
4. Double Pipe Heat Exchanger
Double pipe heat exchanger adalah tipe heat exchanger yang sederhana dengan menggunakan dua pipa yang disusun paralel. Salah satu pipa berfungsi sebagai jalur untuk fluida panas, sedangkan pipa lainnya untuk fluida dingin. Double pipe heat exchanger sering digunakan pada sistem yang memerlukan pertukaran panas yang rendah.
Baca Juga: Check Valve: Pengertian, Jenis, dan Pengaplikasiannya
5. Plate Heat Exchanger
Plate heat exchanger menggunakan plat logam sebagai permukaan untuk pertukaran panas. Plat-plat ini akan membentuk banyak saluran kecil untuk aliran fluida, serta memaksimalkan efisiensi pertukaran panas. Heat exchanger ini efisien dan sering digunakan dalam industri makanan, minuman, dan HVAC (heating, ventilation, and air conditioning).
Cara Kerja Heat Exchanger
Cara kerja heat exchanger didasarkan pada prinsip perpindahan panas antara dua fluida yang berbeda. Pertukaran panas tersebut terjadi melalui dinding pemisah antara kedua fluida tersebut. Heat exchanger dapat bekerja dalam tiga cara, selengkapnya akan diuraikan di bawah ini.
1. Proses Perpindahan
Proses perpindahan panas dapat terjadi melalui konduksi, konveksi, atau radiasi. Dalam heat exchanger, perpindahan panas biasanya terjadi melalui konduksi dan konveksi. Konduksi adalah proses perpindahan panas langsung antara dua benda yang berdekatan, sementara konveksi melibatkan perpindahan panas melalui aliran fluida.
2. Berdasarkan Jumlah Fluida Kerja
Heat exchanger dapat bekerja dengan menggunakan dua atau lebih fluida. Dalam heat exchanger dengan dua fluida, panas dipindahkan dari satu fluida ke fluida lainnya. Sedangkan pada heat exchanger dengan lebih dari dua fluida, panas dapat dipindahkan dari satu fluida ke beberapa fluida lainnya.
3. Berdasarkan Aliran Fluida
Aliran fluida dalam heat exchanger dapat berupa concurrent, countercurrent, atau cross-flow. Pada aliran concurrent, kedua fluida mengalir searah satu sama lain, sedangkan pada aliran countercurrent, fluida bergerak berlawanan arah. Aliran cross-flow terjadi ketika kedua fluida mengalir tegak lurus satu sama lain.
Baca Juga: Mengenal Flow Transmitter, Fungsi, dan Cara Kerjanya
Prinsip Kerja Heat Exchanger Shell and Tube
Shell and tube heat exchanger merupakan suatu alat yang dapat memindahkan panas, dan dapat berfungsi sebagai pendingin maupun pemanas. Heat exchanger tipe ini bekerja dengan mentransfer panas antara dua cairan atau lebih, serta memiliki sistem tabung sebagai tempat bagi cairan untuk mengalir. Set tabung yang pertama berisi cairan yang akan dipanaskan atau didinginkan, sedangkan set tabung yang kedua berisikan cairan yang mampu mentransmisikan panas atau menyerap panas.
Prinsip kerja heat exchanger shell and tube didasarkan pada aliran serta kontak termal antar dua cairan. Dalam hal ini, cairan panas akan mengalirkan dan mentransfer panas menuju cairan dingin. Menurut hukum termodinamika, ketika dua permukaan cairan bersentuhan, maka akan terjadi perpindahan panas secara konduksi.
Ketika proses penukaran panas terjadi, satu fluida akan mengalir melalui tube, sedangkan fluida lainnya mengalir melewati shell. Dikarenakan heat exchanger jenis ini memiliki dua kompartemen, yaitu sisi shell dan sisi tube, maka pengguna heat exchanger perlu mengetahui di sisi mana fluida panas maupun fluida dingin akan dimasukkan.
Prinsip Kerja Double Pipe Heat Exchanger
Double pipe heat exchanger bekerja dengan prinsip konduksi, di mana panas yang berasal dari satu aliran akan ditransfer melalui dinding pipa bagian dalam, yang tentunya terbuat dari bahan konduktif. Alat penukar panas jenis ini sering digunakan untuk aliran berlawanan, namun dapat digunakan juga pada fluida dengan aliran searah.
Double pipe heat exchanger mampu menangani tekanan dan suhu tinggi karena memiliki kemampuan untuk mengembang dan memiliki konstruksi yang sederhana. Heat exchanger jenis ini juga mampu mengalami temperatur silang, yaitu ketika suhu keluaran aliran dingin menjadi lebih panas daripada suhu keluaran aliran panas. Tergantung pada aplikasinya, hal tersebut dapat menguntungkan penggunanya atau justru tidak menguntungkan.
Melalui cara kerja heat exchanger yang efisien dan berbagai jenis yang tersedia, heat exchanger menjadi komponen penting dalam berbagai aplikasi, termasuk di industri minyak dan gas, pabrik kimia, pembangkit listrik, pendinginan mesin, serta sistem pemanas dan pendingin rumah tangga.
Pemilihan jenis heat exchanger yang tepat tergantung pada kebutuhan dan karakteristik fluida yang digunakan. Misalnya, pada penggunaan fluida dengan perbedaan suhu yang besar, spiral heat exchanger sangat cocok karena desainnya yang memaksimalkan kontak antara fluida.
Selain itu, efisiensi heat exchanger juga sangat dipengaruhi oleh perawatan dan pemeliharaan yang baik. Penting untuk menjaga kebersihan permukaan heat exchanger agar tidak terjadi penumpukan kotoran yang dapat mengurangi efisiensi perpindahan panas.
Anda sedang mencari heat exchanger yang sesuai dengan kebutuhan? Contromatic menyediakan heat exchanger collections dalam berbagai bentuk dan ukuran serta kualitas terbaik. Kunjungi Contromatic sekarang juga untuk mengetahui spesifikasinya lebih lanjut.
Sumber rujukan:
- https://koalisitubindo.com/id/mengenal-heat-exchanger/
- https://rakhman.net/power-plants-id/heat-exchanger/
- https://koalisitubindo.com/id/mengenal-heat-exchanger/
