cooler dan cooling tower

Proses perpindahan panas merupakan salah satu proses yang cukup penting. Perpindahan panas merupakan peristiwa yang dijumpai hampir dalam setiap operasi dalam kegiatan teknik kimia.

Cooler

Cooler merupakan alat penukar kalor yang berfungsi sebagai pendingin atau dengan kata lain berfungsi untuk mendinginkan fluida panas pada proses.

Berbagai penggunaan yang menggunakan cooler:

· Kondensor adalah alat penukar panas yang berguna untuk mendinginkan uap refrigerant dari kompressor agar dapat mengembun menjadi cairan. Saat pengembunan ini, refrigerant mengeluarkan sejumlah kalori yang akan diterima oleh cooler di dalam kondensor. Kondensor merupakan sistem Cooler dalam siklus refrigerasi.
· Cooler box adalah kotak pendingin minuman dan makanan.
· Cutting oil semi-syntetic atau biasa disebut coolen bahan pencampur air pada proses pemotongan bahan bahan mold, logam, besi, baja dll. Supaya mesin dan cetakan (mould) yang dipotong menjadi tetap dingin/tidak menjadi panas karena terkena gesekan alat pemotong.
· Ada yang mengunakan cooler dengan mengamankan harddisk agar bekerja pada suhu lebih rendah demi menjaga kondisi harddisk bekerja prima.

Prinsip kerja cooler adalah menarik udara segar dari luar, kemudian menyaring dan mendinginkannya dengan menggunakan CEL PAD sebagai Filter. Sehingga debu dan udara panas dari dalam ruangan akan terdorong keluar. Dengan menggunakan sistem ini maka akan terjadi pertukaran udara dari luar ke dalam ruangan, penurunan suhu dan peningkatan jumlah O2 dalam waktu yang sama.

Kelebihannya adalah

Temperatur udara masuk otomatis turun 5°C dari udara luar

100% memakai air sebagai pendingin

100% memakai udara segar

100% pergantian udara bukan sirkulasi

Daya listrik hanya 10% dari AC Konvensional biasa

Konsumsi air yang hemat hanya 3-15 L/jam

Menghilangkan bau yang kurang sedap di dalam ruangan dan menggantinya dengan udara bersih

Aman bagi kesehatan

Cooling tower

Dari segi istilah cooling tower (Menara pendingin) memiliki arti : Sistem pendinginan kembali air yang digunakan pada water cooled condenser. Cooling tower untuk mendinginkan air kembali yang sudah digunakan pada unit proses atau penghasil air pendingin yang dipakai pada cooler.

Sentuhan air dan udara serta evaporasi air di dalam menara pendingin akan menurunkan temperatur air yang selanjutnya kembali disirkulasikan ke kondensor mesin refrigerasi. Air penambah (make up water) digunakan untuk mengganti sejumlah air yang menguap selama proses pendinginan di dalam menara pendingin. Selain menggunakan menara pendingin, kondensor mesin refrigerasi bisa juga didinginkan menggunakan air dari sungai, danau, ataupun laut. Yik dkk (2001).

Menara pendingin (cooling tower) umumnya digunakan untuk sistem pendinginan kondensor yang menggunakan air. Cooling Tower merupakan sistem heat exchanger fluid ke udara, dimana umumnya zat yang didinginkan adalah fluida cair.

Bila kita teliti, keberadaan cooling tower sebenarnya bahkan tak jauh dari tempat kita jalan-jalan & berbelanja. Cooling tower biasanya diletakkan di atap gedung-gedung plaza & perkantoran. Efektifitas cooling tower sudah tak perlu diragukan lagi, bahkan reaktor nuklir sekalipun menggunakan cooling tower sebagai sarana pendinginan.

Proses pelepasan panas pada cooling tower mengandalkan pada volume air yg banyak, serta evaporasi (penguapan air) dengan semburan fan. Cooling tower terbukti mampu mengatasi panas jauh lebih baik daripada radiator, oleh karena itu pada skala industri besar seperti mesin pabrik & reaktor nuklir, pendinginannya harus menggunakan cooling tower. Bahkan reaktor nuklir menggunakan volume air danau untuk mendinginkannya.

Secara logika, makin banyak volume air yang digunakan & diuapkan maka makin banyak panas yang dilepaskan. Lihat saja, bahkan lava panas dari gunung berapi saja langsung membatu bila masuk air laut, itu semua membuktikan bahwa panas setinggi apapun akan takluk dengan volume air yang banyak.

Dengan semakin meningkatnya panas yang dihasilkan prosesor dewasa ini, maka sudah saatnya cooling tower dibawa ke dunia komputer. Pada umumnya pendinginan CPU hanya menggunakan heatsink yang mengandalkan angin untuk melepaskan panas (aircooling). Meskipun aircooling adalah cara yang paling sederhana & murah, namun pendinginan dengan metode ini kurang efektif karena panas yg dilepaskan ke udara dapat tersembur lagi ke heatsink.

Pada sistem watercooling, panas yang dilepaskan oleh waterblock (heatsink untuk sistem watercooling) akan langsung terbawa melalui air dalam selang. Pada metode ini, cara pendinginan air sangat menentukan, sebab bila panas tidak berhasil dilepas dari air, maka air yang panas tersebut akan kembali masuk ke waterblock.

Selama ini radiator adalah alat yang paling sering digunakan untuk mendinginkan air pada sistem watercooling. Namun kita harus ingat bahwa di dunia industri skala besar, radiator sudah jarang digunakan. Pabrik-pabrik & mesin industri kebanyakan menggunakan cooling tower. Ini membuktikan bahwa cooling tower lebih mampu mengatasi panas dibanding radiator. Sistem radiator hanya mengandalkan pada volume air yang kecil, ini berbeda dengan sistem cooling tower yang mengandalkan pada volume air dalam jumlah besar. Perlu diingat bahwa air dalam jumlah banyak akan lebih sulit untuk berubah temperaturnya, 100 liter air akan lebih lama mendidih dibanding 10 liter air. Jadi dengan kata lain, volume air yang banyak akan membuat temperatur sangat stabil.

Cooling tower terbagi cooling tower jenis Outdoor (diletakkan di luar ruangan) dan cooling tower jenis Indoor (di dalam ruangan). Indoor Cooling tower ini menggunakan sistem tertutup (radiator), yang tentunya berbeda dengan sistem evaporatif (terbuka).

Kelemahan utama sistem tertutup (radiator) adalah pelepasan panas yang tidak sebaik sistem evaporatif cooling tower. Namun sistem evaporatif (terbuka) memiliki kelemahan dalam hal perawatan.

Outdoor Cooling tower menggunakan sistem evaporatif (penguapan air), sehingga jumlah air akan berkurang cukup banyak & harus kita tambah setiap 2-3 hari sekali.
Karena air di cooling tower akan sering habis menguap, maka kita akan rugi bila harus menggunakan air Aqua, karena itu biasanya yang digunakan adalah air ledeng.
Namun tragisnya, di dalam setiap tetes air ledeng yang kita masukkan ke dalam cooling tower, terkandung pula unsur-unsur kimia seperti kaporit, garam, dan logam berat.
Dalam jangka waktu beberapa bulan, unsur-unsur tersebut akan mengendap & menyumbat jalur waterblock. Bila waterblock tersumbat tentu CPU anda akan overheat.

Besarnya kemampuan transfer panas yang terjadi di dalam cooling tower tergantung pada faktor berikut ini.

(i) perbedaan suhu air masuk dan suhu wet bulb temperature udara saat itu.

(ii) luas permukaan air yang kontak secara langsung dengan pergerakan udara

(iii) kecepatan relatif antara udara dan air

(iv) waktu terjadinya kontak antara air dan udara.

Ini adalah gambaran dari cooling tower

Pada saat Cooling Tower beroperasi, akan terjadi penguapan dari water Cooling Supply, untuk itu dibutuhkan air tambahan/air umpan.

Untuk menghasilkan air umpan yang layak, perlu diperhatikan beberapa hal, yaitu:

♥ Sumber air

♥ Kandungan parameter air

♥ Debit air

Untuk mencapai persyaratan tertentu penanganan air umpan yang tidak memadai akan mengakibatkan terjadinya deposit/kerak, silica dan endapan lumpur.

Setelah air umpan memenuhi standar di atas, ada beberapa hal lain yang perlu diperhatikan. Karena air yang disirkulasi dalam Cooling Tower akan mengalami perubahan karakteristik. Seperti halnya kontaminasi Fe yang berlebihan, kandungan O2 yang terlarut dalam air umpan dan kandungan pH yang cenderung asam bisa menyebabkan terjadinya korosif dalam pipa-pipa air. Untuk menghindari hal tersebut, dan agar air Cooling Tower memenuhi standard perlu menggunakan Water Treatment Maintenance.

Cooling tower juga dapat dipakai sebagai tempat tumbuh yang sangat baik bagi bakteri dan berbagai macam mikroorganisma lainnya, dan dapat menimbulkan masalah serius baik bagi mesin pendingin maupun bagi manusia di sekitarnya. Gunakan anti bakteri untuk mengendalikan pertumbuhannya. Bakteri, Lumut, Protozoa dan bermacam-macam mikroorganisma lainnya tumbuh dan bersimbiosa membentuk suatu koloni menjadi biofouling, yang dapat tumbuh sangat cepat pada cooling tower/cooling system. Masalah yang ditimbulkannya terutama ialah adanya selaput lendir (slime) yang dihasilkan yang akan menjadi penghambat dalam proses pertukaran panas di “Heat Exchanger”. Perbandingan daya hambat panas lendir (slime) dibanding dengan kerak (scale) ialah 5 : 1.

Kebanyakan jenis bakteri dapat tumbuh pada cooling tower, disamping itu beberapa jenis bakteri ada yang bersifat merusak terhadap material antara lain;

♥SRB dan Thiobacillus – menghasilkan H2SO4 yang sangat korosif terhadap material metal.

♥Desulphovibrio – Bakteri yang dapat menguraikan besi, karena unsur besi (Fe++) makanannya.

♥Legionella, sp – Bakteri ini dapat meng-ifeksi manusia dan menyebabkan penyakit berbahaya.

Yang dapat kita lakukan untuk mengendalikan pertumbuhan bakteri adalah dengan menggunakan anti bakteri berupa biosida atau biocides untuk mengendalikan pertumbuhan bakteri dan segala mikro-organisma pada cooling tower dan chiller agar tidak menimbulkan masalah pada mesin pendingin dan manusia disekitarnya, misalnya akibat bakteri legionella pneumophilia.

. Secara umum, faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan sistem pendingin antara lain:

– Availability dan reliability. Ketersediaan dan kesinambungan sistem pendingin merupakan pertimbangan utama

– Operability dan Maintainability. Meliputi kemudahan pengoperasian dan pemeliharaan

– Biaya investasi. Meliputi seluruh biaya yang diperlukan untuk mendirikan fasilitas sistem pendingin

– Operating cost. Meliputi biaya man power, chemical, electrical dan biaya pemeliharaan

– Dampak lingkungan. Meliputi konsiderasi pada dampak lingkungan seperti polusi limbah, maupun polusi panas

Evaluasi Beberapa Macam Cooling Water system

Beberapa macam sistem pendinginan telah dievaluasi untuk mendapatkan sistem pendinginan yang dianggap terbaik untuk diaplikasikan pada pembangunan pabrik ammonia PT. KPI. Berikut adalah beberapa kasus sistem pendinginan yang dievaluasi tersebut.

· Open re-circulated fresh water system

Air tawar yang berasal dari sungai atau danau dipompakan sebagai make-up cooling tower setelah sebelumnya dilakukan treatment (sedimentasi dan koagulasi) terlebih dahulu. Air tersebut digunakan untuk mendinginkan proses-proses di dalam pabrik.

Air pendingin yang telah panas kemudian didinginkan di cooling tower untuk kemudian disirkulasikan kembali ke dalam pabrik. Untuk menjaga kualitas air, misalnya agar tidak terdapat algae/bacteria dan pengendapan (scaling), maka perlu diinjeksikan beberapa jenis chemicals tertentu. Kualitas air juga dijaga melalui mekanisme make-up dan blow-down.

Sistem ini banyak digunakan oleh pabrik yang berada dekat dengan sumber air tawar atau jauh dari laut, misalnya PT. Pupuk Kujang, PT. PUSRI, Pabrik kertas Leces, PT. BOC, dll. Spesifikasi material untuk peralatan yang menggunakan air tawar tidak perlu sebagus peralatan yang menggunakan air laut, karena air tawar lebih tidak korosif dibandingkan dengan air laut.

· “Closed recirculating fresh water system” yang didinginkan oleh “once through sea water system”

Air tawar pendingin digunakan untuk mendinginkan proses-proses didalam pabrik. Air tawar pendingin yang telah panas didinginkan kembali di suatu “secondary cooler” (biasanya plate heat exchanger) untuk selanjutnya disirkulasikan kembali secara tertutup kedalam pabrik. Air laut dipakai untuk mendinginkan “secondary cooler” dengan cara hanya sekali pakai (once through), sumber air berasal dari laut kemudian dibuang lagi ke laut.

· Gabungan “Once through sea water system” dengan “Closed recirculating fresh water system” yang didinginkan oleh “once through seawater system”.

Pada sistem ini air tawar pendingin juga digunakan untuk mendinginkan proses-proses didalam pabrik seperti pada kasus 2. Namun pada sistem ini ada porsi air laut yang tidak melewati secondary cooler, air laut ini digunakan langsung untuk mendinginkan heat exchanger pabrik yang bebannya cukup besar misalnya steam condenser. Air laut yang sudah hangat ini kemudian dibuang ke laut. Sistem ini dipakai di beberapa pabrik PT. Pupuk Kaltim, dan PT. MMB. Di PT. MMB karena porsi closed recirculating system-nya kecil maka secondary cooler yang dipakai adalah HE yang lebih kecil bertipe shell&tube, bukan tipe plate.

· “Serial Cooling Water System”

Pada sistem nomer 2 dan 3 seluruh beban pendinginan pabrik pada dasarnya dibuang ke laut, karena seluruh kalor yang terkandung didalam air pendingin dibuang kelaut secara konveksi. Jadi kedua sistem ini akan menambah beban polusi panas di laut, sehingga dikhawatirkan air laut akan menjadi bertambah panas. Sebagai alternatif untuk menghindari hal tersebut, telah diaplikasikan metode baru yaitu serial cooling system.

Pada dasarnya serial cooling system adalah closed recirculated fresh water system yang didinginkan oleh open recirculated seawater system. Cara ini menggunakan seawater cooling tower, sehingga beban panas akan lebih banyak dibuang ke udara bukan ke laut. Dengan demikian hilanglah sudah kekhawatiran akan peningkatan temperatur air laut.

Manfaat Untuk Lingkungan

1. Pengurangan Limbah Padat

Untuk mencegah terjadinya pencemaran lingkungan dengan memanfaatkan kembali barang yang seharusnya menjadi barang lain yang bernilai ekonomi.

2. Pengurangan Pencemaran Udara

Teknologi yang digunakan adalah teknologi lebih maju untuk peleburan besi, yaitu : menggunakan induksi listrik pada tungku leburnya dengan keunggulannya dari pemanas kokas yaitu mempunyai temperatur yang lebih tinggi serta waktu peleburan yang lebih pendek sehingga dihasilkan kualitas leburan baik dengan kandungan karbon yang lebih rendah dan jumlah produk leburan besi per hari dapat meningkat.
Cooling tower untuk memaksimalkan kerja mesin produksi dan cerobong asap dengan ketinggian 2 m dari atap pabrik dilengkapi penangkap debu ini akan menyalurkan emisi gas pada peleburan sehingga terdispersi dengan baik di udara, sedangkan debu-debu yang keluar akan ditangkap oleh water scrubber yang akan dapasang pada salah satu bagian kolom cerobong.
dari berbagai sumber kemudian di sadur kembali dari kumpulan makalah mutia kemala

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout /  Ubah )

Foto Google

You are commenting using your Google account. Logout /  Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout /  Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout /  Ubah )

Connecting to %s