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 rangkaiangigi reduksi (gear box) untuk menurunkan putaran motor.

• Air pendingin yang panas masukke header atas dan di-spraykan ke bawah manuju kisi-kisi yang bertipe pantul(splash).

• Udara atmosfir dari samping melalui sirip-sirip akibathisapan fan dan mengalir ke atas, bertemu dengan air yangdispray,sehingga mendinginkan air.

• Udara panas akan dihembuskan kembalike atmosfir oleh fanlewat bagian atas cooling tower.

• Air dingin akan berkumpul di bak penampung (basin) dibagian bawah cooling tower. Selanjutnya air pendingindisirkulasikan 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