Perbedaan Heater dan Heat Exchanger

A. Heater

Pemanas adalah objek yang dapat memancarkan panas atau dapat menyebabkan bendalainnya mengalami kenaikan suhu dari suhu yang rendah untuk mencapai suhu yang lebih tinggi. Dalam bidang rumah tangga atau domestic, heater biasanya merupakan peralatan yang digunakan untuk tujuan menghangatkan ruangan. Jenis lain dari heater adalah oven dan tungku (furnace). Pemanas atau heater dapat memanaskan semua materi baik berupa padat, cair ataupun gas. Ada 3 jenis mekanisme perpindahan panas yang terjadi didalamnya yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Kebalikan dengan pendingin atau cooler, pendingin biasanya biasanya digunakan untuk menjaga temperature tetap rendah atau untuk menurunkan suhu benda dari suhu awalnya yang tinggi.

Heater atau terkadang disebut furnace adalah peralatan proses yang berguna untuk menaikan temperature suatu material. Energi panas yang digunakan dapat berasal dari hasil proses pembakaran bahan bakar (fuel) sehingga disebut juga dengan fire heater. Secara garis besar, peralatan ini terbuat dari metal (metal housing) yang dilapisi refractory pada bagian dalamnya yang berfungsi sebagai isolasi panas sehingga panas tidak terbuang keluar. Bahan konstruksi yang digunakan untuk pembuatan heater ini adalah material yang memiliki titik leleh yang tinggi, agar saat pembakaran bahan bakar yang memiliki temperature pembakaran yang tinggi peralatan tidak ikut meleleh atau rusak karena tingginya temperature. Material yang dipanaskan atau charge bisa berbentuk padat, cair atau gas.

Berdasarkan fungsinya, heater dikelompokan menjadi:

1. Heater untuk memanaskan dan/atau menguapkan charge (misalnya heater untuk distillation charge atau reboiler).

Distilasi merupakan proses pemisahan campuran zat berdasarkan perbedaan titik didih. Proses pemisahan berdasarkan titik didih ini memerlukan panas untuk menguapkan salahsatu komponen dari campuran senyawa yang akan dipisahkan. Reboiler merupakan upaya untuk memanaskan kembali uap yang telah terkondensasi menjadi cairan agar kembali menguap dan berubahfase menjadi gas. Untuk menguapkan kembali gas yang telah terkondensasi tersebut, diperlukan alat pemanas untuk meningkatkan temperature dari gas yang terkondensasi seingga kembali menguap . 2. Heater untuk memberikan panas reaksi pada feed reactor.

Heater jenis ini digunakan untuk pemanasan pada bahan baku dari sebuah reactor yang akan diolah. Terkadang sebuah reactor memiliki temperature yang tinggi karena reaksi dari feed hanya dapat berlangsung pada temperature yang tinggi, sehingga feed perlu dipanaskan sebelum masuk reactor.3. Heater untuk memanaskan material yang akan diubah bentuk fisiknya.

Heater jenis ini digunakan untuk memanaskan material dengan tujuan untuk mengubah bentuk fisik dari material tersebut. Seperti untuk penguapan air pada evaporator.

Saat pengoperasiannya, temperature Heater harus selalu dijaga karena temperature heater saat beroperasi tidak constant. Sehingga diperlukan system control dalam pengoperasian heater ini. Secara umum, sistem kontrol pada heater bertujuan untuk:

1) Menjaga agar temperature medium selalu sesuai dengan yang diinginkan.

2) Menjaga proses perpindahan panas berlangsung secara efektif, efisien dan aman.

3) Menjaga agar proses pembakaran berlangsung dengan efisien.

Jenis sistem kontrol yang umumnya digunakan dalam heater adalah:

1) COT control.

untuk menjaga temperature process dari medium yang keluar dari heater (coil outlet temperature) agar sesuai setting-nya (setpoint), yang dilakukan dengan mengatur besar kecilnya proses pembakaran (combustion control) yang berlangsung melalui pengaturan aliran/flow fuel yang masuk ke heater.2) Combustion control.

Sama halnya dengan COT control, Khusus untuk combustion control, terdapat berbagai jenis, ada yang sederhana, ada juga yang kompleks, bergantung pada jenis draft (natural draft atau force draft) dan jenis fuel yang digunakan (fuel oil atau fuel gas atau keduanya). 3) Fuel heating value compensation.

untuk mengkompensasi perubahan kandungan panas (heating value) fuel gas, sehingga tidak berpengaruh pada COT. Dalam konfigurasi ini, flow fuel gas hasil pengukuran dikompensasi sebelum digunakan pada fuel gas flow control maupun total fuel flow control.4) Duty feedforward control.

untuk menghilangkan/mengurangi dampak perubahan heater duty terhadap COT5) Pass temperature balance control.untuk menyeimbangkan/menyamakan temperature fluida yang keluar dari semua pass, dengan jalan mengatur flow medium yang masuk ke masing-masing pass sambil menjaga total flow rate selalu bernilai tetap.6) Total flow control.Tujuannya adalah untuk mempermudah operator untuk mengeset total flow melalui satu controller (yaitu melaluitotal flow controller) ketimbang melalui flow controller masing-masing pass.B. Heat Exchnager

Perkembangan industri terutama pada bidang teknologi banyak dibutuhkan suatu alat untuk memindahkan sejumlah energi panas dari sistem ke lingkungan atau antara bagian-bagian yang berbeda di dalam sistem. Heat Exchanger merupakan peralatan yang digunakan untuk melakukan proses pertukaran panas antara dua fluida, baik cair (panas atau dingin) maupun gas, dimana kedua fluida ini mempunyai temperatur berbeda.

Heat Exchanger banyak digunakan di berbagai industri tenaga atau industry lainnya dikarenakan mempunyai beberapa keuntungan, antara lain :

1. Konstruksi sederhana dan kokoh.

2. Biaya yang digunakan relatif murah.

3. Kemampuannya untuk bekerja pada tekanan dan temperatur yang tinggi dan tidak membutuhkan tempat yang luas.

Dikarenakan ada banyak jenis penukar kalor, maka alat penukar kalor dapat dikelompokkan menjadi beberapa bagian:

1. Concentric Tube.

Jenis dari concentric tube heat exchanger berupa dua buah pipa yang tersusun secara konsentris dimana aliran yang mengalir berupa aliran pararel serta fluida yang digunakan di dalam concentric tersebut adalah fluida panas dan dingin. Fluida panas dan dingin masuk pada ujung yang sama, dan juga keluar pada ujung yang sama juga. Tipe aliran keduanya adalah tipe aliran counter yang dimana fluida panas dan fluida dingin mengalir pada arah yang berlawanan.

2. Shell and Tube.

Konstruksi tipe Shell and tube heat exchanger terdiri dari sebuah tabung yang berisikan sekumpulan tube. Shell and tube heat exchanger diklasifikasikan berdasarkan jumlah laluan yang ada di sisi tube atau pada sisi shell. Pada Gambar 1.2 menjelaskan tentang konfigurasi satu laluan pada sisi shell dan satu laluan pada sisi tube, dan juga pemakaian baffles (penyekat) pada shell dan tube heat exchanger akan meningkatkan koefisien konveksi pada sisi shell yang dikarenakan akan menambahnya atau meningkatkan aliran yang melewati sisi shell.3. Compact Heat Exchanger.

Sedangkan untuk jenis compact heat exchanger adalah tipe yang memiliki luasan perpindahan panas sangat besar (700 m2/m3) per satuan volume. Compact heat exchanger banyak digunakan di dunia industri maupun untuk keperluan seharihari baik untuk fluida gas dengan gas maupun gas dengan cairan, beberapa contoh penggunaanya adalah kondensor dan evaporator pada system refrigerasi dan tata udara, pendingin oli pada pesawat udara, radiator pada mesin-mesin otomotif dan lain-lain.

Untuk mendapatkan unjuk kerja heat exchanger yang optimal, maka laju perpindahan panas yang terjadi harus sebesar mungkin dan penurunan tekanan (pressure drop) yang terjadi relatif kecil. Untuk memperluas permukaan heat exchanger ada yang dilakukan dengan memperbesar permukaan pipa bagian dan ada yang dilakukan dengan penambahan sirip (fin) pada bagian dalamnya yang sekaligus memberntuk aliran turbulen pipa bagian luarnya, namun ada sirip tersebut yang menaikan penurunan tekanan (pressure drop).

Dari penjelasan diatas dapat kita simpulkan perbedaan antara heat exchanger dan heater diantaranya: 1) Heater adalah peralatan yang digunakan untuk menaikkan temperature dari suatu material, sedangkan heat exchanger adalah peralatan yang digunakan untuk proses pertukaran panas antar dua fluida.

2) Energi panas yang digunakan pada heater berasal dari proses pembakaran, sedangkan pada heat exchanger energy panasnya berasal dari fluida yang telah dipanaskan yang dikontakkan dengan fluida dengan temperature rendah.

3) Dalam operasinya heater memerlukan control untuk mengatur temperaturnya, karena temperature heater yang tidak constant, sedangkan heat exchanger tidak memerlukan contol.

4) Dalam heat exchanger pressure drop harus dijaga agar tidak terlalu tinggi karena dapat merusak peralatan. sedangkan pada heater , tekan tidak memiliki pengaruh.

Gambar 1. Concentric heat exchanger.

Web.mit.edu

Gambar 2. Shell and tube heat exchanger.

En.wikipedia.org

Gambar 3. Compact heat exchanger.

www.aircooledheatexchanger.co