TUGAS AKHIR SATOP

Sekolah Tinggi Manajemen Industri

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada zaman ini, kondensor banyak digunakan sebagai sistem pendingin contohnya pada

sistem pendingin yang ada di kehidupan sehari-hari yaitu pada sistem pendingin ruangan

dan mobil. Kondensor juga dapat digunakan dalam industri contohnya pada sistem

pendingin yang digunakan oleh pabrik-pabrik. Karena kegunaannya yang banyak maka

dalam kesempatan kali ini saya akan membahas tentang kondensor, mulai dari definisi

hingga prinsip kerja dan aplikasi agar menambah pengetahuan kepada para pembaca

makalah ini.

1.2 Tujuan Penulisan

Penulisan makalah ini dimaksudkan untuk mencapai beberapa tujuan, diantaranya :

1. Mengetahui definisi kondensor

2. Memahami prinsip kerja dari kondensor

3. Mengetahui kapasitas kondensor

4. Mengetahui komponen utama dari kondensor

5. Mengetahui jenis-jenis kondensor

6. Memahami perhitungan dari kondensor

7. Mengetahui aplikasi kondensor

1.3 Manfaat Penulisan

Saya berharap dari penulisan makalah ini dapat membantu kita semua mengenal dan memahami

kondensor, serta dapat mengaplikasikannya.

1.4 Metodologi Penulisan

Saya menggunakan metode internet untuk mendapatkan data dan informasi yang diperlukan.

Adapun teknik yang dipergunakan dalam makalah ini adalah membaca artikel yang ada di

internet dan literatur yang berhubungan dengan makalah ini.

1.5 Sistematika Penulisan

Makalah ini terdiri dari tiga bab, yakni bab I berupa pendahuluan, bab II merupakan bagian

pembahasan, bab III berupa penutup. Bab pendahuluan berisi latar belakang, rumusan masalah, tujuan

dan manfaat penulisan, metodelogi penulisan dan sistematika penulisan. Bab kedua berisi pokok-

pokok bahasan yang terdiri dari definisi, prinsip kerja, kapasitas, komponen utama, jenis-

jenis, perhitungan, aplikasi dari kondensor. Bab ketiga berisi tentang kesimpulan dan saran.

1


BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Definisi kondensor

Kondensor merupakan alat penukar kalor pada sistem refrigerasi yang berfungsi untuk

melepaskan kalor kelingkungan. Kondensor juga merupakan alat untuk membuat

kondensasi bahan pendingin gas dari kompresor dengan suhu tinggi dan tekanan tinggi.

Kondensor umumnya adalah sebuah pendingin atau penukar panas yang digunakan untuk

berbagai tujuan, memiliki rancangan yang bervariasi, dan banyak ukurannya dari yang

dapat di genggam sampai yang sangat besar. Untuk penempatannya sendiri, kondensor

ditempatkan diluar ruangan yang sedang didinginkan, agar dapat membuang panasnya

keluar. Kondensor banyak digunakan dalam kehidupan kehidupan sehari-hari baik itu

dalam industri rumah tangga, industri otomotif, maupun dalam industri farmasi dan obat-

obatan. Di Indonesia sendiri, kondensor bukanlah hal yang asing. Kondensor banyak

kita jumpai dalam perangkat pendingin pada mobil, maupun Air Conditioner yang

terpasang pada gedung-gedung, instalasi perkantoran atau fasilitas umum seperti mall dan

supermarket.

Gambar 2.1.a Kondensor

Didalam sistem kompresi uap (vapor compression) kondensor adalah suatu komponen

yang berfungsi untuk merubah fase refrigerant dari uap bertekanan tinggi menjadi cairan

bertekanan tinggi atau dengan kata lain pada kondensor ini terjadi proses kondensasi.

Refrigerant yang telah berubah menjadi cair tersebut kemudian dialirkan ke evaporator

melalui pompa.

2


Gambar 2.1.b Kondensor pada sistem kompresi uap

Pengertian Kondensasi

Kondensasi berasal dari bahasa latin yaitu condensare yang berarti membuat tertutup.

Kondensasi merupakan perubahan wujud zat dari gas atau uap menjadi zat cair.

Kondensasi terjadi pada pemampatan atau pendinginan jika tercapai tekanan maksimum

dan suhu di bawah suhu kritis. Kondensasi terjadi ketika uap didinginkan menjadi cairan,

tetapi dapat juga terjadi bila sebuah uap dikompresi (yaitu tekanan ditingkatkan) menjadi

cairan, atau mengalami kombinasi dari pendinginan dan kompresi. Contoh bentuk

kondensasi di lingkungan sekitar adalah uap air di udara yang terkondensasi secara alami

pada permukaan yang dingin dinamakan embun. Uap air hanya akan terkondensasi pada

suatu permukaan ketika permukaan tersebut lebih dingin dari titik embunnya atau uap air

telah mencapai kesetimbangan di udara, seperti kelembapan jenuh.Titik embun udara

adalah temperatur yang harus dicapai agar mulai terjadi kondensasi di udara. Molekul air

mengambil sebagian panas dari udara. Akibatnya temperatur air akan sedikit turun. Di

atmosfer, kondensasi uap airlah yang menyebabkan terjadinya awan. Molekul kecil air

dalam jumlah banyak akan menjadi butiran air karena pengaruh suhu, dan tapat turun ke

bumi menjadi hujan. Inilah yang disebut siklus air. Pengendapan atau sublimasi juga

merupakan salah satu bentuk kondensasi. Pengendapan adalah pembentukan langsung es

dari uap air, contohnya salju. Cairan yang telah terkondensasi dari uap disebut kondensat.

Sebuah alat yang digunakan untuk mengkondensasi uap menjadi cairan disebut

kondensor.

2.2 Prinsip Kerja Kondensor

Uap panas yang masuk ke kondensor dengan temperatur yang tinggi dan bertekanan yang

merupakan hasil proses dari turbin. Kemudian uap panas masuk ke dalam Suction Pipe

dan kemudian mengalir dalam tube. Dalam tube, uap panas didinginkan dengan media

pendingin air yang dialirkan melewati sisi luar tube, kemudian keluar melalui Discharge

Pipe dengan temperatur yang sudah turun. Prinsip kondensasi di kondensor adalah

3


menjaga tekanan uap Superheat Refrigerant yang masuk ke kondensor pada tekanan

tertentu kemudian suhu Refrigerantnya diturunkan dengan membuang sebagian kalornya

ke medium pendingin yang digunakan di kondensor. Sebagai medium pendingin

digunakan udara dan air atau gabungan keduanya. Dalam perancangan ini akan digunakan

air sebagai media pendingin. Pada proses pendinginan (cooling) cairan refrigerant yang

menguap didalam pipa-pipa Cooling Coil (evaporator) telah menyerap panas

sehingga berubah wujudnya menjadi gas dingin dengan kondisi superheat pada saat

meninggalkan Cooling Coil. Panas yang telah diserap oleh refrigerant ini harus dibuang

atau dipindahkan ke suatu medium lain sebelum ia dapat kembali diubah wujudnya

menjadi cair untuk dapat mengulang siklusnya kembali.

Proses perpindahan kalor di Kondenser terjadi dalam 3 tahapan, yaitu:

1. Penurunan nilai superheat (desuperheating) sampai mencapai temperatur kondensasi.

Pada proses ini terjadi perpindahan kalor sensible .

2. Perubahan wujud dari refrigerant berbentuk gas menjadi cair. Pada proses ini terjadi

perpindahan kalor latent.

3. Pelepasan kalor dari refrigerant cair (sub-cooling) ke media pendingin. Pada proses ini

terjadi perpindahan kalor sensible.

2.3 Kapasitas Kondensor

Kapasitas Kondensor adalah kemampuan kondensor untuk melepaskan kalor dari

refrigerant (sistem) ke media pendingin.

Ada 4 hal yang mempengaruhi kapasitas Kondensor yaitu:

1. Material (bahan pembuat Kondensor)

Setiap material memiliki kemampuan yang berbeda-beda untuk memindahkan kalor.

Material yang paling umum digunakan sebagai bahan pembuat Kondensor adalah

tembaga, aluminium, dan besi. Tembaga merupakan bahan yang paling populer

digunakan karena sifatnya yang sangat baik untuk menghantarkan kalor dan mudah

dibentuk menjadi pipa ataupun koil, dan juga sifatnya yang lebih tahan korosi.

Ukuran Kondensor sebenarnya dapat diperkecil dengan cara memilih material yang

memiliki kemampuan menghantarkan kalor yang lebih baik dan juga perancangan

(design) dari Kondensor itu sendiri. Meskipun demikian Kondensor juga harus

mampu untuk menampung volume dan mengkondensasikan seluruh refrigerant yang

keluar dari Kompressor. Kondenser yang volumenya terlalu kecil menyebabkan

berkurangnya kapasitas Kondenser dan akan menaikkan tekanan kondensasinya.

Catatan: Khusus untuk sistem refrigerasi yang menggunakan Ammonia (R717)

4


sebagai refrigerant maka tembaga tidak boleh dipakai sebagai material sistem karena

sifat dari Ammonia yang cenderung merusak/bereaksi dengan tembaga. Apabila

tembaga digunakan dalam sistem Ammonia maka bagian dalam dari tembaga

biasanya dilapisi perunggu untuk menghindari korosi.

2. Luas Area

Semakin besar luas area yang bersinggungan dengan media pendingin maka semakin

besar pula perpindahan kalornya. Untuk Kondenser berpendingin udara biasanya

dilengkapi dengan sirip-sirip sehingga luas areanya menjadi semakin besar,

sedangkan untuk Kondenser berpendingin air agar kapasitasnya bertambah besar

dilakukan penambahan laju aliran air yang masuk ke Kondenser. Catatan: Untuk

Kondenser berpendingin air, pengaturan laju aliran air harus diperhatikan jangan

sampai melebihi batas yang diijinkan karena dengan laju aliran yang berlebihan faktor

gesekan (friction) akan semakin besar.

3. Perbedaan Temperatur

Yang dimaksud disini adalah perbedaaan temperatur kondensasi dengan temperatur

media pendingin. Temperatur kondensasi harus lebih besar daripada temperatur media

pendinginnya

4. Kebersihan Kondenser

Partikel debu yang melekat pada Kondenser berpendingin udara ataupun jamur/kerak

yang melekat pada Kondenser berpendingin air bertindak sebagai insulator yang akan

mengurangi kapasitas perpindahan kalor. Hal ini juga akan menghambat laju aliran

udara/air pendingin.

2.4 Komponen Utama dari Kondensor

Kondensor pada umumnya memiliki beberapa komponen utama, dimana masing-masing

komponen memiliki fungsinya tersendiri. Adapun komponen-komponen utama dari

kondensor adalah sebagai berikut:

1. Suction Pipe dan Discharge Pipe (Pipa saluran masuk dan pipa saluran keluar).

a. Suction Pipe

Suction Pipe adalah pipa saluran masuk untuk masuknya media pendingin ke dalam

kondensor, yang mana media pendingin itu berupa fluida cair yang bertekanan yang

merupakan hasil dari pemampatan di kompresor.

b. Discharge Pipe

Discharge pipe adalah pipa saluran keluar Refrigerant dari kompresor melalui tube ke

tangki receiver.

5


2. Tube ( Pipa dalam Kondensor )

Tube adalah pipa aliran yang dilalui Refrigerant yang bertekanan dan panas yang

merupakan hasil dari turbin melalui suction pipe dan akan disalurkan ke discharge

pipe dan kemudian diterima oleh tangki receiver. Umumnya terdapat empat susunan

tube yaitu, Triangular (30o), Rotate square (60o), Square (90o), Rotate square (45o).

Gambar 2. 4.a Lay-Out pada Tube

Susunan triangular memberikan nilai perpindahan panas yang lebih baik bila

dibandingkan dengan susunan rotate square dan square karena dengan susunan

triangular dapat menghasilkan turbulensi yangtinggi, namun begitu tube yang disusun

secara triangular akan menghasilkan pressure drop (penurunan tekanan) yang lebih

tinggi dari pada susunan rotate square dan square. Apabila fluida yang digunakan

memiliki tingkat fouling yang tinggi dan memerlukan pembersihan secara mekanik

(mechanical cleaning) susunan tube secara riangular tidak digunakan, sebaiknya

digunakan susunan square, apabila jenis cleaning yang digunakan adalah chemical

cleaning, maka susunan tubesecara triangular dapat diperimbangkan kembali,

mengingat untuk chemical cleaning tidak memerlukan akses jalur ruang (acess lanes)

6


yang lebih seperti pada mechanical cleaning.

3. Buffle

Buffle merupakan jarak bagi antar tube.

Gambar 2.4.b Jenis–jenis buffle yang ada pada tube

4. Water Box

7


Ruang air pendingin(refrigerant) pada sisi masuk dan keluar terbuat dari baja karbon

dan masing-masing mempunyai lobang lalu orang. Dengan menggunakan air yang

terpisah, maka pencucian setengah kondensor dapat diakukan pada beban rendah

8. Ruang kondensat (hotwell)

Ruang kondensat dilaskan pada sisi selongsong yang menampung semua kondensat

dan dilengkapi dengan gelas penduga dan lubang lalu orang.

9. Selongsong (shell)

Pipanya di roll pada pemegang pipa pada ujung-ujungnya.Untuk memungkinkan

pemuaian antara pipa air masuk dan selongsong, maka fleksibel diafragma dipasang

pada sisi masuk dan keluar dari selongsong. Diafragma ini berfungsi sebagai flange

yang menghubungkan selongsong, plat pemegang pipa dan water box. Expantion join

terbuat dari stainless steel yang terletak pada leher kondensor untuk memungkinkan

diferensial expantion.

2.5 Jenis-Jenis Kondensor

Berdasarkan jenis cooling mediumnya kondensor dibagi menjadi 3 jenis yaitu :

a. Air Cooled Condenser (menggunakan udara sebagai cooling mediumnya).

8


Air Cooled Condensor mengkondensasikan pembuangan uap dari turbin uap dan

kembali kondensat (cairan yang sudahterkondensasi) ke boiler tanpa kehilangan air

.

Gambar 2.5.a Air Cooled Condensor

Kondenser berpendingin udara diklasifikasikan menjadi 2 bagian, yaitu:

1. Kondenser dengan pendingin udara alami (Natural Draught Condenser)

Perpindahan kalor dari Kondenser ke udara berlangsung secara alami (aliran udara

konveksi). Karena laju perpindahan kalornya yang rendah maka diperlukan

Kondenser dengan luas area yang besar. Kondensor jenis ini hanya digunakan

9


untuk sistem refrigerasi berkapasitas kecil, misalnya kulkas dan freezer untuk

aplikasi di rumah tangga (domestic refrigerator and small freezer).

2. Kondenser dengan pendingin udara paksa (Forced Air Cooled Condenser)

Perpindahan kalor dari Kondenser ke udara berlangsung dengan bantuan kipas

udara (fan). Laju perpindahan kalornya yang lebih besar dibandingkan dengan

Kondenser berpendingin udara alami menjadikan Kondenser jenis ini bisa

berukuran lebih kecil.

Keuntungan dan kerugian dari Kondensor berpendingin udara

Keuntungan: Tersedianya udara yang cukup sebagai media pendingin tanpa

memerlukan biaya tambahan.

Kerugian : Sistem refrigerasi beroperasi pada tekanan kerja yang lebih tinggi

jika dibandingkan dengan Kondenser berpendingin air, akibatnya Kompressor

akan memerlukan daya yang lebih besar sebagai kompensasi dari kenaikan

tekanan dan temperatur kerja.

b. Water Cooled Condenser (menggunakan air sebagai cooling mediumnya).

Pada sistem refrigerasi berkapasitas sedang dan besar biasanya menggunakan air

sebagai media pendingin Kondensor. Hal ini dikarenakan air memiliki kemampuan

memindahkan kalor yang lebih baik daripada udara, sehingga dengan menggunakan

air sebagai pendinginnya ukuran Kondensor dengan kapasitas yang sama bisa menjadi

lebih kecil dibandingkan dengan yang berpendingin udara.

Water Cooled Condenser yang paling banyak digunakan yaitu :

-Shell and Tube Condenser

Shell and Tube Condenser atau Kondensor tipe Tabung dan Pipa digunakan pada

kondensor berukuran kecil sampai besar biasa digunakan untuk air pendingin berupa

ammonia dan freon. Seperti terlihat pada gambar didalam kondensor. Tabung dan

Pipa terdapat banyak pipa pendingin, dimana air pendingin pengalir di dalam pipa-

pipa tersebut, ujung dan pangkal pipa pendingin terikat pada pelat pipa, sedangkan

diantara pelat pipa dan tutup tabung dipasang sekat-sekat untuk membagialiran air

10


yang melewati pipa-pipa dan mengatur agar kecepatannya cukup tinggi, yaitu

1,5 – 2m/detik.

Gambar 2.5.b Shell and Tube Condenser

Air pendingin masuk melalui pipa bagian bawah kemudian keluar melalui pipa bagian

atas. Jumlah saluran maksimum yang dapat digunakan sebanyak 12, semakin banyak

jumlah saluran yang digunakan maka semakin besar tahanan aliran air pendingin.

Pipa pendingin ammonia biasa terbuat dari baja sedangkan untuk freon biasa terbuat

dari pipa tembaga. Jika menginginkan pipa yang tahan tehadap korosi biasa

menggunakan pipa kuningan atau pipa cupro nikel. Ciri-ciri kondensor Tabung dan

Pipa adalah :

1. Dapat dibuat dengan pipa pendingin bersirip sehinggaukurannya relatif lebih kecil

dan ringan.

2. Pipa dapat dibuat dengan mudah.

3. Bentuk yang sederhana dan mudah pemasangannya.

4. Pipa pendingin mudah dibersihkan.

-Shell and Coil Condenser

11


Kondensor tabung dan koil banyak digunakan pada unit pendingin dengan Freon

refrigerant berkapasitas lebih kecil,misalnya untuk penyegar udara, pendingin air, dan

sebagainya. Seperti gambar dibawah ini, Kondensor tabung dan koildengan tabung

pipa pendingin di dalam tabung yang dipasang pada posisi vertical. Koil pipa

pendingin tersebut biasanya dibuat dari

tembaga, berbentuk tanpa sirip

maupun dengan sirip. Pipa tersebutmudah dibuat dan murah harganya. Pada

Kondensor tabung dan koil, aliran air mengalir didalam koil pipa pendingin. Disini,

endapan dan kerak yangterbentuk di dalam pipa harus dibersihkan menggunakan zat

kimia (detergent).

Gambar 2.5.c Shell and Coil Condenser

Adapun cirri-ciri Kondensor tabung dan koil sebagai berikut :

1. Harganya murah karena mudah dalam pembuatannya.

2. Kompak karena posisinya yang vertical dan mudah dalam pemasangannya.

12


3. Tidak perlu mengganti pipa pendingin, tetapi hanya perlu pembersihan dengan

menggunakan detergen

-Tube and Tubes Condenser

Kondensor jenis pipa ganda merupakan susunan dari dua pipa coaksial dimana

refrigerant mengalir melalui saluran yangterbentuk antara pipa dalam dan pipa luar

yang melintang dari atas ke bawah. Sedangkan air pendingin mengalir di dalam pipa

dalamarah berlawanan, yaitu refrigerant mengalir dari atas ke bawah. Pada mesin

pendingin berkapasitas rendah dengan Freon sebagai refrigerant, pipa dalam dan pipa

luarnya terbuat dari tembaga. Gambar dibawah ini menunjukkan Kondensor jenis pipa

ganda, dalam bentuk koil. Pipa dalam dapat dibuat bersirip atau tanpa sirip.

Gambar 2.5.d Tube and Tubes Condenser

Kecepatan aliran di dalam pipa pendingin kira-kira antara1-2 m/detik. Sedangkan

perbedaan temperature air keluar dan masuk pipa pendingin (kenaikan temperature air

pendingin didalam kondensor) kira-kira mencapai suhu 10oC. Laju perpindahan

13


kalornya relative besar. Adapun cirri-ciri Kondensor jenis pipa ganda adalah sebagai

berikut:

1. Konstruksi sederhana dengan harga yang memadai.

2. Dapat mencapai kondisi yang super dingin karena arahaliran refrigerant dan air

pendingin yang berlawanan.

3. Penggunaan air pendingin relative kecil.

4. Sulit dalam membersihkan pipa, harus menggunakandetergen.

5. Pemeriksaan terhadap korosi dan kerusakan pipa tidak mungkin dilaksanakan.

Penggantian pipanya pun juga sulitdilakukan.

c. Evaporatif Condenser (menggunakan kombinasi udara dan air sebagai cooling

mediumnya).

Kombinasi dari kondensor berpendingin air dan kondensor berpendingin udara,

menggunakan prinsip penolakan panas oleh penguapan air menjadi aliran udara

menjadi kumparan kondensasi.

Gambar 2.5.e Evaporatif Condenser

Berdasarkan Jenis Desain

a. Berbelit-Belit

Jenis kondensor terdiri dari satu tabung panjang yang digulung berakhir dan kembali

pada dirinya sendiri dengan sirip pendingin ditambahkan di antara tabung.

14


Gambar 2.5.f Kondensor Berbelit-Belit

15


16


Arus Pararel

Desain ini sangat mirip dengan radiator aliran silang. Alih-alih bepergian refrigeran

melalui satu bagian (seperti tipeserpentine) sekarang dapat melakukan perjalanan di

berbagai bagian. Ini akan memberi luas permukaan yang lebih besar untuk udara

ambien dingin untuk kontak.

17


Gambar 2.5.g Kondensor Arus Pararel

b. Condenser Electric Fan

Kebanyakan kendaraan dengan AC membutuhkan kipas listrik untuk membantu aliran

udara, baik mendorong atau menarik udara melalui kondensor, tergantung pada sisi

mana kondensor kipas ditempatkan. Kebanyakan kendaraan modern sekarang

memiliki kisi-kisi depan yang lebih kecil atau bukan bumper bar. Hal ini

menyebabkan kondisi aliran udara yang buruk terutama pada siaga bila A/C kinerja

dibatasi oleh jumlah aliran udara di atas kondensor.

Gambar 2.5.h Condenser Electric Fan

Berdasarkan Klasifikasi Umum

a. Surface Condenser

Prinsip kerja surface Condenser Steam masuk ke dalam shell kondensor melalui

steam inlet connection pada bagian atas kondensor. Steam kemudian bersinggungan

18


dengan tube kondensor yang bertemperatur rendah sehingga temperatur steam turun

dan terkondensasi, menghasilkan kondensat yang terkumpul pada hotwell.

Temperatur rendah pada tube dijaga dengan cara mensirkulasikan air yang menyerap

kalor dari steam pada proses kondensasi. Kalor yang dimaksud disini disebut kalor

laten penguapan dan terkadang disebut juga kalor kondensasi (heat of condensation)

dalam lingkup bahasan kondensor. Kondensat yang terkumpul di hotwell kemudian

dipindahkan dari kondensor dengan menggunakan pompa kondensat ke exhaust

kondensat. Ketika meninggalkan kondensor, hampir keseluruhan steam

telahterkondensasi kecuali bagian yang jenuh dari udara yang ada di dalam

sistem.Udara yang ada di dalam sistem secara umum timbul akibat adanya kebocoran

pada perpipaan, shaft seal, katup-katup, dan sebagainya. Udara ini masuk ke dalam

kondensor bersama dengan steam. Udara dijenuhkan oleh uap air, kemudian melewati

air cooling section dimana campuran antara uap dan udara didinginkan

untuk selanjutnya dibuang dari kondensor dengan menggunakan air ejectors yang

berfungsi untuk mempertahankan vacuum dikondensor. Untuk menghilangkan udara

yang terlarut dalam kondensat akibat adanya udara di kondensor, dilakukan

deaeration. De-aeration dilakukan di kondensor dengan memanaskan kondensat

dengan steam agar udara yang terlalut pada kondensat akan menguap. Udara

kemudian ditarik ke air cooling section dengan memanfaatkan tekanan rendah yang

terjadi pada air cooling section. Air ejector kemudian akan memindahkan udara dari

sistem. Surface Condenser dibedakan menjadi dua jenis lagi, yaitu:

-Horizontal Condensor

Air pendingin masuk kondensor melalui bagian bawah,kemudian masuk ke dalam

pipa-pipa pendingin dankeluar pada bagian atas sedangkan arus panas masuk lewat

bagian tengah kondensor dan keluar sebagai kondensat pada bagian bawah kondensor.

Gambar 2.5.i Horizontal Condensor

19


Kelebihan Kondensor horizontal adalah :

1. Dapat dibuat dengan pipa pendingin bersirip sehingga relatif berukuran kecil dan

ringan

2. Pipa pendingin dapat dibuat dengan mudah

3. Bentuk sederhana dan mudah pemasangannya

4. Pipa pendingin mudah dibersihkan

-Vertical Condenser

Air pendingin masuk kondensor melalui bagian bawah, kemudian masuk ke dalam

pipa-pipa pendingin dan

keluar pada bagian atas. Sedangkan arus panas masuk lewat bagian atas kondensor

dan keluar sebagai kondensat pada bagian bawah kondensor.

Gambar 2.5.j Vertical Condenser

Keterangan :1. Esterification reactor

20


2. Vertical frational column

3. Vertical Condense

4. Horizontal Condenser

5. Storage device

Kelebihan Kondensor vertical adalah :

1. Harganya murah karena mudah pembuatannya.

2. Kompak karena posisinya yang vertikal dan mudah pemasangan

3. Bisa dikatakan tidak mungkin mengganti pipa pendingin, pembersihan harus

dilakukan dengan menggunakan deterjen.

b. Direct-Contact Condenser

-Direct-contact Condenser mengkondensasikan steam dengan mencampurnya

langsung dengan air pendingin. Direct-contact atau open Condenser digunakan pada

beberapa kasus khusus, seperti : Geothermal power plant

, ada power plant yang

menggunakan perbedaan temperatur di air laut (OTEC) Direct-contact

-Condenser dibagi menjadi dua jenis lagi, yaitu :

a) Spray Condenser

Pada Spray Condenser, pencampuran steam dengan air pendingin dilakukan

dengan jalan menyemprotkan air ke steam sehingga steam yang keluar dari

exhaust turbin pada bagian bawah bercampur dengan air pendingin pada bagian

tengah menghasilkan kondensat yang mendekati fase saturated. Kemudian

dipompakan kembali ke cooling tower. Sebagian dari kondensat dikembalikan ke

boiler sebagai feedwater. Sisanya didinginkan, biasanya di dalam dry-(closed)

21


cooling tower . Air yang didinginkan pada Cooling tower disemprotkan ke

exhaust turbin dan proses berulang.

b) Barometric dan Jet Condenser

Ini merupakan jenis awal dari kondensor. Jenis ini beroperasi dengan prinsip yang

sama dengan spray condenser kecuali tidak dibutuhkannya pompa pada jenis ini.

Vacuum dalam kondensor diperoleh dengan menggunakan prinsip headstatis

seperti pada barometric Condenser , atau menggunakan diffuser seperti pada jet

Condenser.

Gambar 2.5.k Jet Condenser

Berdasarkan aliran, kondensor dibagi menjadi dua, yaitu:

a. Single pass

aliran air pendingin hanya sekali melintas kondensor, maka disebut kondensor

lintasan tunggal (single pass)

22


Gambar 2.5.l Kondensor lintasan tunggal

b. Double pass

air pendingin melintasi kondensor dua kali, maka disebut kondensor lintasan ganda

(double pass).

Gambar 2.5.m Kondensor lintasan ganda

2.6 Perhitungan pada kondensor

Pada kondensor, jumlah kalor untuk melakukan kondensasi uap adalah:

Qc mc ii io

23

http://rakhman.net/wp-content/uploads/2013/07/Kondensor-lintasan-tunggal.j

http://rakhman.net/wp-content/uploads/2013/07/Kondensor-lintasan-ganda-dan-saluran-venting.j


selanjutnya persamaan konstitutif untuk pendinginan dan perubahan temperatur keluar-

masuk aliran pendingin melalui tube :

Q = m .c t t

P = p p oi

mc dan mp adalah laju aliran uap dan air pendingin, (ii –i o)=λ, kalor latent kondensasi, dan

cp : kalor spesifik pendingin, (to-ti) = beda temperatur keluar dan masuk pendingin.

Gambar 2.6 Profil temperatur Pada Kondensor

Laju perpindahan panas pada kondensor adalah fungsi dari kapasitas refrigerasi dan suhu

evaporasi serta suhu kondensasi. Kondensor harus dapat membuang panas yang diserap di

evaporator dan yang ditambahkan di kompresor. Istilah yang umum digunakan untuk

menunjukkan tingkat perpindahan panas dari kondenser ke evaporator adalah rasio

pelepasan panas (heat rejection ratio) yang dihitung dengan persamaan:

namun rasio perpindahan panas ini kurang tepat karena tidak memperhitungkan kerja

kompresi. Nilai rasio perpindahan panas ini juga dapat dihitung dengan bantuan grafik di

bawah.

Pada kondensor, terjadi kondensasi pada uap yang mengembun di luar pipa. Koefisien

kondensasi yang terjadi di luar pipa dihitung dengan persamaan:

dengan hct = koefisien kondensasi (W/m2K)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

24


ρ = rapat massa fluida (kg/m3)

hfg = kalor laten penguapan (J/kg)

μ = viskositas kondensat (Pa.detik)

Δt = perbedaan suhu antara kondensat dan pipa (K)

N = jumlah pipa dalam baris vertical

D = diameter luar pipa (m)

saat kondensor berpendingin air telah digunakan selama beberapa waktu, akan

terjadi pengendapan pada pipa karena adanya kotoran pada fluida yang mengalir.

Pengendapan ini akan mengurangi proses pindah panas dan besarnya disebut

sebagai fouling factor Beberapa perusahan menetapkan fouling factor

sebesar0.000176 m2K/W.Koefisien pindah panas keseluruhan ditulis ulang

menjadi:

refrigeran berada dalam keadaan superheat, sebaran suhu digambarkan pada grafik

dibawah. Karena perbedaan penurunan suhu ini, beda temperatur antara refrigeran

dan pendingin dihitung dengan persamaan:

2.7 Aplikasi Kondensor

a. Pada AC mobil atau AC ruangan

b. Pada kulkas

c. Pada PLTU

d. Pada sistem pendingin pabrik

e. Pada reactor

PWR (Pressurized Water Reactor) merupakan reaktor daya nuklir yang berpendingin

air ringan dan banyak beroperasi di dunia. Sistem pendingin pada PWR ini terdiri dari

tiga untai aliran pendingin yaitu untai primer, untai sekunder dan tersier. Pada untai

primer, energi kalor dari reaktor dialirkan ke pembangkit uap kemudian oleh untai

sekunder uap air dari pembangkit uap (steam generator) digunakan untuk

25


menggerakkan turbin. Uap keluaran dari turbin dikondensasikan oleh alat kondensor

menjadi air kondensat. Kondensor menggunakan air pendingin yang dialirkan pada

untai tersier.

Kondensor pada PWR merupakan komponen pendingin yang sangat penting yang

berfungsi untuk memaksimalkan efisiensi pada turbin uap, oleh karena itu tekanan dan

temperatur pada keluaran uap air diusahakan serendah mungkin sehingga diperoleh

beda tekanan optimum pada turbin. Untuk itu, uap air yang keluar dari turbin yang

telah bertekanan rendah perlu dilewatkan kondensor yang akan dikondensasikan

menjadi air kondensat.

Pada kondensor ini, terjadi pelepasan kalor secara kondensasi dan kalor sensibel. Pada

instalasi PWR umumnya menggunakan kondensor tipe permukaan (surface

condenser), tipe kondensor ini merupakan jenis shell-tube yang-mana air pendingin

disirkulasikan melalui tube.

Uap keluar (exhaust steam) dari turbin masuk ke sisi-shell kondensor yang bertekanan

rendah dikondensasikan dan dikonversikan menjadi air kondensat pada bagian luar

permukaan tube. Kondensor biasanya menggunakan sirkulasi air pendingin dari

menara pendingin (cooling tower) untuk melepaskan kalor ke atmosfir, atau once-

through water dari sungai, danau atau laut.

26


Gambar 2.7 Diagram Untai Aliran Pendingin Pada PWR

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa:

1. Kondensor merupakan alat penukar kalor pada sistem refrigerasi yang berfungsi untuk

melepaskan kalor kelingkungan. Didalam sistemkompresi uap (vapor compression)

kondensor adalah suatu komponen yang berfungsi untuk merubah fase refrigerant dari

uap bertekanan tinggi menjadi cairan bertekanan tinggi atau dengan kata lain pada

kondensor ini terjadi proses kondensasi.

2. Prinsip kerja kondensor adalah uap panas yang masuk ke kondensor dengan

temperatur yang tinggi dan bertekanan yang merupakan hasil proses dari turbin.

Kemudian uap panas masuk ke dalam Suction Pipe dan kemudian mengalir dalam

tube. Dalam tube, uap panas didinginkan dengan media pendingin air yang dialirkan

melewati sisi luar tube, kemudian keluar melalui Discharge Pipe dengan temperatur

yang sudah turun.

27


3. Kapasitas Kondensor adalah kemampuan kondensor untuk melepaskan kalor dari

refrigerant (sistem) ke media pendingin dan dipengaruhi oleh:

-Material (bahan pembuat Kondensor)

-Luas Area

-Perbedaan Temperatur

-Kebersihan Kondenser

4. Komponen Utama dari kondensor yaitu :

-Suction Pipe dan Discharge Pipe

-Tube

-Buffle

-Water Box

-Ruang kondensat (hotwell)

-Selongsong (shell)

5. Jenis-jenis kondensor, ada beberapa klasifikasi dari kondensor, antara lain :

-Berdasarkan Jenis Media Pendingin (Cooling Medium)

a. Kondensor Berpendingin Udara (Air Cooled Condenser)

b. Kondensor Berpendingin Air (Water Cooled Condenser )

c. Kondensor Berpendingin Campuran Udara dan Air (Evaporating Condenser).

-Berdasarkan jenis desainnya.

a. Berbelit – belit

b. Arus parallel

c .Condenser electric fan.

-Berdasarkan klasifikasi umum

Surface condenser

1. Horizontal condenser

2. Vertical condenser

Direct-contact condenser

1. Spray Condenser

2. Barometric

3. Jet Condenser

-Berdasarkan aliran

a. Single pass (lintasan tunggal)

b. Double pass (lintasan ganda)

28


6. Perhitungan kondensor dapat dihitung dengan menggunakan rumus seperti yang ada dipembahasan.

7. Aplikasi dari kondensor ini yaitu : AC mobil atau AC ruangan, kulkas, PLTU, sistem pendingin pabrik, reactor.

3.2 Saran

Penulis berharap makalah tentang salah satu alat penukar panas yaitu kondensor yang

telah disajikan dalam bab pembahasan dapat dijadikan referensi ataupun tambahan

wawasan bagi pembaca sehingga dapat membedakannya dan dapat menerapkannya

secara tepat dengan tujuan memajukan pendidikan di Indonesia.

DAFTAR PUSTAKA

Google : http://karangpundung.blogspot.com/2011/05/definisi-kondensor-adalah.html

Google : http://rahmatcorps.blogspot.com/2011/09/kondensor.html

Google : http://bagasvanirawan.wordpress.com/2010/08/05/kondensor/

Google : http://web.ipb.ac.id/tepfteta/elearning/media/teknik20pedingin/bab8.php

Google : http://anggara14s.blogspot.com/2012/03/kondensor.html

Google : http://ki-tapunya.blogspot.com/2013/12/cara-kerja-kondensor-beserta-

fungsinya.html

Google : http://rakhman.net/2013/07/jenis-kondensor.html

29

http://rakhman.net/2013/07/jenis-kondensor.html

TUGAS AKHIR SATOP

Documents

Transcript of TUGAS AKHIR SATOP