top of page
  • lowyh93

Apa saja 3 jenis Penukar Panas?


Mayoritas penukar panas yang digunakan dalam proses sanitasi secara tidak langsung memindahkan panas dari cairan hangat ke cairan dingin tanpa menyebabkan cairan tercampur.


Bervariasi antar aplikasinya, jenis penukar panas yang digunakan berbeda-beda dan proses perpindahan panas dapat terjadi sedemikian rupa sehingga gas-ke-gas, cair-ke-gas, atau cair-ke-cair melalui pemisah padat yang mencegah fluida langsung saling menghubungi.


Berbagai jenis penukar panas yang dapat diakses selanjutnya diklasifikasikan dan dikategorikan berdasarkan fitur desain lainnya, seperti konfigurasi aliran, metode perpindahan panas, serta bahan dan komponen konstruksi.


Banyak sektor yang memanfaatkan perangkat penukar panas ini, yang hadir dalam berbagai desain dan kapasitas untuk operasi pemanasan dan pendinginan.


Pada artikel kali ini kita akan memahami lebih detail tentang heat exchanger, menelusuri berbagai desain dan tipe yang tersedia, serta prinsip kerja masing-masing.


Termodinamika Penukar Panas


Sebagai turunan dalam Termodinamika, ada tiga metode perpindahan panas – Konduksi, Konveksi, dan Radiasi.


Dalam Konduksi disebut perpindahan energi panas antar bahan yang bersentuhan satu sama lain.


Apabila suatu benda yang lebih hangat (suhunya lebih tinggi) bersentuhan dengan benda yang lebih dingin (suhunya lebih rendah), dikatakan terjadi perpindahan energi panas antara dua bahan, hingga tercapai kesetimbangan termal.


Laju perpindahan energi panas dalam konduksi termal dapat dilakukan dengan persamaan di bawah ini: -

Di mana,

Q = Jumlah panas yang dipindahkan melalui material dalam waktu, t

T = Gradien termal antara dua bahan

A = Luas penampang material

d = Ketebalan bahan

k = Konduktivitas termal bahan


Dalam Konveksi, energi panas dipindahkan dari suatu permukaan melalui pergerakan fluida yang dipanaskan, seperti air atau udara. Saat dipanaskan, sebagian besar cairan memuai, menjadi kurang padat dan naik dibandingkan dengan bagian cairan lain yang lebih dingin.


Oleh karena itu, terjadi proses arus konveksi bebas dan dalam beberapa kesempatan, konveksi paksa atau terbantu ketika air panas dipompa melalui pipa seperti pada sistem pemanas hidronik.


Berdasarkan hukum pendinginan Newton, laju perpindahan panas dalam konveksi bebas diturunkan sebagai: -

Di mana,

Q = Tingkat perpindahan panas

hc = Koefisien perpindahan panas konvektif

A = Luas permukaan konveksi

T = Perbedaan suhu antara permukaan dan fluida


Dalam Radiasi, ini mengacu pada perpindahan energi panas yang melibatkan emisi gelombang elektromagnetik dari permukaan atau benda yang dipanaskan. Proses radiasi dilakukan tanpa media apa pun karena semua benda yang suhunya di atas nol mutlak (-273,15°C) memancarkan radiasi termal.


Jenis Penukar Panas

Beberapa varian heat exchanger tersedia di pasaran saat ini dan pemilihan jenis heat exchanger murni berdasarkan penerapan penggunaannya. Tiga jenis penukar panas yang paling umum adalah: -


1.     Penukar Panas Shell & Tube

Penukar panas Shell and Tube terdiri dari satu tabung atau serangkaian tabung paralel yang dibungkus dalam bejana bertekanan silinder yang tertutup rapat. Prinsip kerja penukar panas ini memungkinkan satu fluida atau gas mengalir melalui tabung yang lebih kecil, sedangkan fluida lainnya mengalir di dalam sisi cangkangnya. Konfigurasi aliran arus berlawanan, aliran arus searah, atau aliran silang dalam karakteristik desain akan selanjutnya menentukan efisiensi pertukaran panas.


Beberapa industri umum dan aplikasi penukar panas shell & tube jenis ini adalah:-


  1. Penyulingan minyak

  1. Pemanasan awal

  2. Pendinginan minyak

  3. Pembangkitan uap

  4. Pemulihan panas blowdown boiler

  5. Sistem pemulihan uap

  6. Sistem pengecatan industri

Desain ini biasanya digunakan dalam aplikasi tekanan tinggi, namun juga dapat digunakan dalam situasi di mana ruang hampa mungkin memerlukan struktur yang dapat menahan tekanan tinggi.


Karena sifat penahanannya, bank shell and tube mungkin merupakan pilihan yang lebih baik untuk menangani gas panas dibandingkan bank tabung bersirip, terutama dalam situasi di mana gas tersebut beracun, berpotensi membahayakan kesehatan manusia, atau memerlukan penanganan khusus untuk mencegah kebocoran ke dalam gas panas. suasana.


Bentuk lain dari penukar panas shell & tube, penukar panas pipa ganda dalam sistem AC HVAC menggunakan dua atau lebih pipa atau tabung silinder konsentris (satu tabung lebih besar dan satu tabung lebih kecil untuk memungkinkan satu fluida mengalir melalui tabung kecil, dan fluida lainnya mengalir di antara tabung-tabung kecil di dalam tabung yang lebih besar.


Penukar panas pipa ganda dapat dibangun dengan pengaturan aliran searah atau berlawanan arah, dan dapat digunakan dalam kombinasi seri, paralel, atau seri-paralel dalam suatu sistem. Hal ini memberi mereka fleksibilitas desain juga untuk mencapai kapasitas dan efisiensi yang dibutuhkan.


2.     Penukar Panas Tabung Bersirip atau Penukar Panas Berpendingin Udara

Cairan seperti udara, air, minyak, atau gas dapat dipanaskan atau didinginkan menggunakan penukar panas tabung bersirip, yang juga dapat digunakan untuk memulihkan atau menangkap limbah panas. Banyak industri, seperti minyak dan gas, pembangkit listrik, maritim, dan HVAC&R, dapat menggunakan penukar panas ini. Beberapa aplikasi penukar panas tabung bersirip meliputi: -


  1. Pendingin udara bermuatan diesel

  2. Pendingin minyak      

  3. Pendingin hidrogen

  4. Pemulihan limbah panas

  5. Pengering

  6. Penghawa dingin

  7. Pemanas udara

  8. Kondensor uap

  9. Pendingin generator

Ketika udara merupakan media yang diinginkan untuk pendinginan atau pemanasan, seperti ketika air yang tersedia sedikit atau berkualitas rendah, penukar panas tabung bersirip sering digunakan. Panas ditransfer antara fluida yang memindahkan panas secara efisien—seperti cairan dengan viskositas tertentu—dan fluida yang tidak memindahkan panas—seperti udara atau gas dengan kepadatan rendah—dalam penukar panas tabung bersirip.


Untuk memperluas luas permukaan tabung dan mengoptimalkan kinerja termalnya, sirip atau komponen lain seperti kabel melingkar ditambahkan ke "sisi udara" tabung.


Tinggi sirip dapat bervariasi dari tinggi ke rendah, dan dapat dibentuk ke dalam permukaan tabung atau dihubungkan dengan tekanan ke bagian luarnya.

Tabung bersirip dapat diproduksi dalam berbagai desain dan dengan kombinasi bahan berbeda untuk tabung dan sirip, bergantung pada tujuan penggunaan dan lingkungan pengoperasian.


  1. Pelat Penukar Panas

Penukar panas tipe pelat terdiri dari beberapa pelat tipis bergelombang yang dibundel menjadi satu dan masing-masing pasang pelat menciptakan saluran yang melaluinya satu fluida dapat mengalir, sementara pasangan-pasangan tersebut digabungkan melalui pematrian atau diikat sedemikian rupa sehingga saluran kedua tercipta di antara pasangan-pasangan tersebut. , memungkinkan cairan lain dapat mengalir melaluinya. Proses ini disebut sebagai pertukaran panas pada penukar panas pelat.


Ruang yang lebih luas di antara pelat dapat membantu menjaga kebutuhan aliran ketika cairan agak kental (kental) atau mengandung sejumlah kecil partikel. Partikulat dapat bergerak melintasi pelat dengan celah lebar tanpa menghalangi aliran.


Pola Chevron umumnya ditemukan pada pelat standar untuk mengoptimalkan kekuatan pelat di bawah tekanan tinggi. Sudut chevron yang berbeda pada pelat dapat digunakan untuk memaksimalkan transmisi panas untuk penurunan tekanan tertentu.


Karena titik kontaknya lebih sedikit, pelat aliran yang lebih lebar membantu mencegah penyumbatan. Saat dipanaskan dengan cairan atau uap, bahan ini bekerja sangat baik untuk aplikasi yang menggunakan jus mentah.


Ada dua karakteristik pelat celah lebar yang dapat memfasilitasi aliran cairan atau partikel ketika digunakan dengan cairan berserat, kental, atau partikulat:

1.     Jarak antar pelat lebih jauh dibandingkan desain biasa

2.     Pola piring

Jika terjadi pecah pada salah satu pelat, media tidak dapat bercampur di antara dua lembar pelat yang membentuk pelat berdinding ganda.


Gasket dapat dijepit atau direkatkan pada pelat, sehingga berperan penting pada penukar panas jenis ini untuk mencegah ketidaksejajaran yang menyebabkan kebocoran. Aplikasi untuk penukar panas pelat dan rangka biasanya digunakan pada produk dengan viskositas rendah hingga sedang dengan sedikit atau tanpa partikulat seperti susu, krim, campuran es krim, minuman, dan bir.


Kesimpulannya

Penukar panas dapat hadir dalam berbagai bentuk dan sangat bergantung pada aplikasinya. TCW Group, sebagai produsen HVAC terpadu yang berbasis di Malaysia mampu memberikan saran profesional dan menawarkan solusi melalui pembuatan penukar panas yang sesuai untuk digunakan dalam berbagai aplikasi. Jangan ragu untuk mengirimkan pertanyaan kepada kami di support.hvac@tcw-my.com.

23 tampilan0 komentar

Postingan Terakhir

Lihat Semua

Comments


bottom of page