COOLING TOWER
Disusun oleh : Ahmad Andriansyah Pratama (03121403013) Wiliardy Pramana (03121403050) Muhamad Wandy Amrullah (03121403053)
Termonologi Cooling tower merupakan alat penghilang panas yang digunakan untuk memindahkan kalor buangan ke atmosfer. Menara pendingin dapat menggunakan penguapan air atau hanya menggunakan udara saja untuk mendinginkannya. Menara pendingin umumnya digunakan untuk mendinginkan air yang dialirkan pada kilang minyak, pabrik kimia, pusat pembangkit listrik, dan pendingin gedung.
Mechanical Draught Cooling Tower
Cooling tower in imenggunakan Fan / kipas untuk menghisap udara. Udara dihisap melalui louver/ pengarah dari samping masuk ke dalam Cooling Tower kemudian dihisap keatas. Udara dingin ini mengalami kontak langsung dengan air yang jatuh dari bak atas menuju bak bawah, sehingga air panas keluar dari Condenser (50 0C) dipompa menuju ke Cooling Tower di dinginkan dengan udara sehingga temperaturnya turun menjadi 26 – 27 0C. Cooling Tower jenis ini relatif murah dan fleksible karena kecepatan anginnya bisadiubah-ubah disesuaikan dengan kondisi udara luar dan beban Turbin. Namun kelemahannya adalah menggunakan energy listrik untuk menggerakkan kipas yang dayanya relative besar dan biaya perawatannya tinggi.
Skema Mechanical Draught Cooling Tower
Prinsip Kerja Mechanical Cooling Tower •
•
•
•
•
Di bagian atas Cooling Tower, terdapat beberapa kipas (fan) yang digerakkan oleh motor listrik melalui rangkaian gigi reduksi (gear box) untuk menurunkan putaran motor. Air pendingin yang panas masukke header atas dan dispraykan ke bawah manuju kisi-kisi yang bertipe pantul (splash). Udara atmosfir dari samping melalui sirip-sirip akibat hisapan fan dan mengalir ke atas, bertemu dengan air yang dispray,sehingga mendinginkan air. Udara panas akan dihembuskan kembalike atmosfir oleh fan lewat bagian atas cooling tower. Air dingin akan berkumpul di bak penampung (basin) di bagian bawah cooling tower. Selanjutnya air pendingin disirkulasikan lagi ke kondensor.
Natural Draught Cooling Tower Menara pendingin jenis natural draft atau hiperbola menggunakan perbedaan suhu antara udara ambien dan udara yang lebih panas dibagian dalam menara. Begitu udara panas mengalir ke atas melalui menara (sebab udara panas akan naik), udara segar yang dingin disalurkan ke menara melalui saluran udara masuk di bagian bawah. Tidak diperlukan fan dan disana hampir tidak ada sirkulasi udara panas yang dapat mempengaruhi kinerja. Kontruksi beton banyak digunakan untuk dinding menara dengan ketinggian hingga mencapai 200 m. Menara pendingin tersebut kebanyakan hanya digunakan untuk jumlah panas yang besar sebab struktur beton yang besar cukup mahal.
Skema Natural Draught Cooling Tower
Prinsip Kerja Natural Drought Cooling Tower •
•
•
•
Di bagian bawah Cooling Tower, terdapat beberapa aliran air panas masuk ke cooling tower. Setelah itu akan terjadi perpindahan panas mengalir ke atas cooling tower, udara dingin disalurkan masuk. Maka akan terjadi pendinginan yang disebabkan perpindahan panas antara udara panas dan udara dingin. Udara panas yang tersisa akan terlepas ke atmosfir.
Faktor Yang Mempengaruhi Perancangan
Rangka dan wadah. Menara yang terbuat dari kayu, seperti wadah casing fiber glass disekitar rangka kayu, saluran masuk udara louvers dari fiber glass karena banyak digunakan untuk wadah dan kolam menara pendingin, sebab dapat memperpanjang umur menara pendingin dan memberi perlindungan terhadap bahan kimia yang berbahaya. Bahan pengisi. Plastik sangat banyak digunakan sebagai bahan pengisi, termasuk PVC, polypropylene, dan polimer lainnya. Jika kondisi air memerlukan penggunaan splash fill, splash fill kayu yang sudah diberi perlakuan juga banyak digunakan. Disebabkan efisiensi perpindahan panasnya lebih besar, bahan pengisi film dipilih untuk penggunaan yang sirkulasi airnya bebas dari sampah yang dapat menghalangi lintasan bahan pengisi. Fan. Bahan yang biasa digunakan untuk fan adalah alumunium, fiber glass dan baja yang digalvanis celup panas. Baling-baling fan terbuat dari baja galvanis, alumunium, plastik yang diperkuat oleh fiber glass cetak.
Formulasi (rumus cooling tower) (overall material balance) Keterangan : C = Tingkat sirkulasi sistem, GPM = Perbedaan suhu sistem pendingin E = tingkat sistem pendinginan penguapan, GPM M = sistem pendingin tingkat makeup, GPM B = sistem pendingin jumlah blowdown, GPM Jumlah unit transfer diberikan oleh: H = Enthalpy of air, BTU/lb dry air H1 = Enthalpy of entering air, BTU/lb dry air H2 = Enthalpy of exit air, BTU/lb dry air Hsat = Enthalpy of saturated air, BTU/lb Ntog = number of transfer units
Formulasi (rumus cooling tower)
Laju kalor yang diserap cooling tower : q = m . Cp . ∆T
Ket : q : Laju kalor yang diserap (KJ/detik) m : massa (kg/detik) Cp : kapasitas panas (kJ/kg K) ∆T : perubahan suhu (k)
Contoh kasus Air yang dialirkan dari cooling tower mempunyai debit 172 liter/jam, cooling tower yang dipakai mempunyai kapasitas bak penampung 200 liter dan Cp air = 4,179 kJ/kg.K. Suhu air masuk melalui heat exchanger sisi shell 32 o c Suhu air keluar heat exchanger sisi shell 37 oC. Tentukan Laju Kalor Yang Diserap oleh cooling tower ?( P=994,92 kg/m3 pada suhu 32 oC). Dari data diatas didapatkan :
Laju aliran air yang dibutuhkan 1 unit heat exchanger adalah : Q= 172 liter/jam = 0,172 m3/jam Dengan faktor koreksi 20% sehingga menjadi : Q= 1,2 x 0,172 m3/jam = 0,2064 m3/jam Q= 5,73 x 10-05 m3/detik Laju kalor yang diserap / air pendingin dihitung dengan persamaan : m =Q.P= 0,0000573 m3/det x 994,92 kg/m3 = 0,057 kg/detik q =m.cpair. ∆ T q = 0,057 kg/detik . 4,179 kJ/kg K. (310K – 305K) q = 1,191 KJ/detik
