Parameter Cooling Tower

Teknologi pendingin sudah lama diketemukan dengan teknologi pertama kali Teknologi pendingin sudah lama diketemukan dengan teknologi pertama kali dengan teknologi pendinginan udara. Kemudian teknologi pendinginan air baru dengan teknologi pendinginan udara. Kemudian teknologi pendinginan air baru ditemu

ditemukan kan sebab dengan sebab dengan pendipendinginanginan n air air pendipendinginnginan an menjadmenjadi i lebih konstan.lebih konstan. Pertama teknologi pendinginan air menggunakan sungai, sumur, danau dan kanal. Pertama teknologi pendinginan air menggunakan sungai, sumur, danau dan kanal. Tapi sejak perluasan industri yang sudah sangat luas banyak industri berdiri jauh Tapi sejak perluasan industri yang sudah sangat luas banyak industri berdiri jauh dari sumber air, apalagi suatu industri yang berdiri di negara yang minim sumber  dari sumber air, apalagi suatu industri yang berdiri di negara yang minim sumber  ai

airr. . DeDengngan an sesemmakakin in ppesesatatnynya a ppererkkemembabangngan an tetekknonolologigi, , mmakaka a uuntntuuk k  mendinginkan air yang telah digunakan pada suatu proses sebelum dibuang ke mendinginkan air yang telah digunakan pada suatu proses sebelum dibuang ke lingkungan sekitar,

lingkungan sekitar, setelah setelah ditemukan suatu teknoditemukan suatu teknologi menara pendingin logi menara pendingin ((cooling cooling  tower 

tower ).).

1

1..11. . PPeennggeerrttiiaann Cooling Tower Cooling Tower 

Cooling Tower 

Cooling Tower  adalah suatu alat yang dipergunakan mendinginkan air proses adalah suatu alat yang dipergunakan mendinginkan air proses ((coolincooling g water water ) ) dendengan gan cara cara menmengkogkontantak k air air tertersebsebut ut dendengan gan udaudara.ra. Cooling Cooling  Tower

Tower adalah suatu adalah suatu alat yang alat yang diperdipergunagunakan untuk kan untuk meminmemindahkadahkan n sejumsejumlah lah panaspanas dari suatu fluida ke fluida lain.

dari suatu fluida ke fluida lain.

Air pendingin mempunyai pengaruh yang cukup besar terhadap efisiensi total Air pendingin mempunyai pengaruh yang cukup besar terhadap efisiensi total engine

engine serta serta umurumur engineengine. Apabila temperatur air pendingin masuk. Apabila temperatur air pendingin masuk engineengine  terlalu  terlalu tin

tinggiggi, , makmaka a efisefisieniensimesimekankanisis engineengine akaakan n menmenuruurun n dan dan dikdikhahaatiratirkan kan dapdapatat te

terjarjadidi over – heating over – heating   pa  padada engine.engine.  !edang bila temperatur air terlalu rendah,  !edang bila temperatur air terlalu rendah, maka efisiensi termal akan menurun. Proses pendinginan melibatkan pemindahan maka efisiensi termal akan menurun. Proses pendinginan melibatkan pemindahan  panas dari satu substansi ke substansi yang lain.

 panas dari satu substansi ke substansi yang lain.

1

1..22. . PPrriinnssiip p OOppeerraassii Cooling Tower Cooling Tower 

Coo

Coolinling g towtower er inini i beberoropeperarasi si memenunururut t prprininsisip p didifufusisi, , didimamana na adadananyyaa  perubahan temperatur

 perubahan temperatur dapat mengakibatkan dapat mengakibatkan perbedaan besarperbedaan besarnya laju nya laju perpindahanperpindahan

1 1

massa dan panas yang terjadi. "esarnya laju perpindahan massa dan panas dipengaruhi oleh luas daerah kontak antara fluida panas dengan fluida dingin, aktu kontak, kecepatan fluida dan temperatur fluida. !edangkan cooling  water adalah air pendingin yang digunakan untuk mendinginkan peralatan. Pendinginannya air terjadi didalam cooling tower .

Pada cooling tower sebagian air menguap ke udara dan kalor sensibel  berpindah dari air panas ke udara yang lebih dingin. Kedua proses itulah yang mengakibatkan turunnya temperatur air dan untuk menjaga keseimbangan air, kita hanya perlu menambahkan air (make up water ) untuk menggantikan air yang hilang karena penguapan atau terbaa oleh udara. !ubstansi yang kehilangan  panas disebut cooled , dan yang menerima panas disebut coolant .

Gambar 1. Diagram skematik sistim menara pendingin (cooling tower )

2. Parameter Cooling Tower 

. Cooling Tower  merupakan sistem heat exchanger fluid   ke udara, dimana umumnya #at yang didinginkan adalah fluida cair. "erjalannya proses dalam sebuah cooling tower  bisa dipengaruhi oleh beberapa parameter. Parameter disini

termasuk yang dapat mempermudah proses di cooling tower  dan parameter dari cooling water   atau bahan ( feed ) yang masuk ke alat cooling tower . "esarnya kemampuan transfer panas yang terjadi di dalam cooling tower   tergantung pada  parameter berikut ini $

%. &aktu kontak 

&aktu kontak antara media yang didinginkan dengan media yang mendinginkan sangat berpengaruh dalam proses pendinginan di cooling tower . Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk memperlama aktu kontak ini, diantaranya $

a. Packing 

'erupakan konstruksi di dalam cooling toer ( lamella) dengan celah celah halus.  Packing  ini mempunyai peranan sebagai memecah air menjadi  butiranbutiran tetes air dengan maksud untuk memperluas permukaan  pendinginan sehingga proses heat transfer  dapat dilakukan seefisien mungkin.  Packing  umumnya terbuat dari kayu spires atau plastik anti panas sehingga  panas sepenuhnya ditransfer ke udara bukan ke  Packing. Packing   umumnya

terdiri dari  jenis $

%) 1st level packing 

'erupakan packing  lapisan atas yang mempunyai celah seperti sarang lebah besar yang

dimaksudkan untuk pendinginan tahap pertama. *luida yang akan didinginkan  pertama kali dialirkan ke lamella ini.

'erupakan lamella yang lebih lembut untuk  second stage  pendinginan. Pabrikan package cooling tower  umumnya merancang lamella pada stage ini lebih tebal sehigga dapat menampung kapasitas fluida yang lebih banyak.

Dari segi cara pemasangan, terdapat dua cara pengisian packing , yaitu $

1) Random Packing 

+enis random packing  yang digunakan yaitu $

a) Rasching ring  ) !essing ring  c) Partition ring  d) "elt #addle e) $ntalox saddle  f) Tellerate  g) Pall ring  2) Regular Packing 

+enis regular packing  yang digunakan yaitu $

a) Rasching ring 

) %oule spiral ring 

c) #ection through expanded metal packing 

Dari kedua cara pengisian  packing   ini, jenis regular packing   lebih banyak  digunakan di industri, karena pressure drop nya yang rendah, laju alir fluida yang  besar, serta pemeliharaanya yang lebih mudah, alaupun biaya instalasi jenis regular ini bisa dibilang mahal. +ika dibandingkan dengan random packing , meskipun biaya instalasinya murah, dan proses heat transfer  yang terjadi di  packing jenis ini sebenarnya jauh lebih efisien jika dibandingkan dengan regular   packing  karena bentuk packing  yang kecil dan berserakan akan jauh memperluas  permukan gesek antara media pendingin dan media yang akan didinginkan.  amun, dengan konstruksi yang berserakan ini membuat biaya pemeliharaannya  juga jauh lebih mahal dan sulit.

 b. Konstruksi Cooling Tower 

-ntuk mempanjang aktu kontak, juga bisa dilakukan dengan memariasikan bentuk dari konstruksi cooling tower . Dinding cooling tower  yang dibuat jauh lebih tinggi juga dapat

membantu memperpanjang aktu kontak. /ogikanya jika semakin luas  permukaan gesek antara media pendingin dan media yang mendinginkan akan mengoptimalkan proses heat transfer. amun, cara ini tentu saja akan memakan  biaya untuk konstruksi yang lebih besar.

0) Perbedaan suhu air masuk dan suhu wet ul temperature udara saat itu.

!uhu wet ul adalah temperatur adiabatik yang jenuh. merupakan suhu yang ditunjukkan oleh thermometer  bola basah yang terkena aliran udara. Diukur  menggunakan  thermometer  yang terbungkus kain kasa basah. Penguapan adiabatik dari air pada thermometer   dan akibat pendinginan yang ditunjukkan untuk membaca baha suhu lebih basah dibanding dari suhu kering di udara. Tingkat penguapan dari kain kasa yang basah pada thermometer  dan perbedaan antara suhu bola kering dan suhu bola basah tergantung pada kelembaban udara. Penguapan berkurang ketika udara mengandung uap air lebih banyak. !uhu bola  basah selalu lebih rendah dibanding suhu bola kering, namun akan identik dengan

kelembaban relatif %11 2 dimana suhu udara berada pada titik jenuh. Temperatur   bola basah adalah temperatur udara kering dengan memperhitungkan kandungan

uap air yang terdapat pada udara tersebut

Temperatur udara basah erat hubungannya dengan relative humadit( (34) dengan mengetahui suhu bola basah dan suhu bola kering suatu lingkungan atau daerah, maka relative humadit(  dapat dicari dengan tabel atau dilihat melalui diagram psikometrik. Dalam penerapannya untuk cooling tower   semakin kecil harga 34 maka temperatur bola basahnya akan semakin rendah dan hal ini akan  berpengaruh besar untuk menurunkan temperatur air masukan cooling tower 

menjadi rendah pada temperatur air keluaran cooling tower .

5) /uas permukaan air yang kontak secara langsung dengan pergerakan udara

6) Kecepatan relatif antara udara dan air 

2.1. Analisa Performansi Cooling Toer

Performansi cooling tower diealuasi untuk mengetahui tingkat approach dan range yang terjadi terhadap nilai desain, mengidentifikasi area terjadinya  pemborosan energi dan memberikan saran perbaikan. -ntuk mengukur   performansi maka perlu diketahui beberapa parameter operasional cooling 

tower ,antara lain$

%) !uhu udara wet ul (Tb)

) !uhu udara dr( ul (Tdb)

0) !uhu air masuk menara pendingin (T,in) 5) !uhu air keluar menara pendingin (T,out) 6) !uhu udara keluar (Ta,out)

7) /aju aliran massa air (/)

!edangkan performansi dari cooling tower  yang ditinjau antara lain $

a)  Range

'erupakan beda antara suhu air masuk dan keluar cooling tower . Range yang tinggi menunjukkan baha cooling tower  mampu menurunkan suhu air secara efektif, dan kinerjanya bagus. !ecara matematis nilai range dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut $

 Range *C) + Tw,in – Tw,out (1)

 b)   -pproach

'erupakan beda antara suhu air dingin keluar cooling tower   dan suhu wet  ul amien. !emakin rendah approach semakin baik kinerja cooling tower.  -pproach merupakan indikator yang lebih baik untuk kinerja cooling tower.

Persamaan () digunakan untuk mengetahui nilai approach yang dapat dicapai oleh cooling tower.

 -pproach *C) + Tw,out – Tw (2)

c) :fisiensi

'erupakan perbandingan antara range  dan range ideal (dalam persentase), yaitu perbedaan antara suhu masuk air pendingin dan suhu wet ul amien.

d) Kapasitas Pendinginan (;)

'erupakan jumlah panas yang dibuang dari air, sebagai hasil dari kecepatan aliran masa air, panas spesifik (cp) dan perbedaan suhu.

e) 3ugi Penguapan (:)

'erupakan jumlah air yang diuapkan agar terjadi pendinginan. +umlah air  yang menguap dipengaruhi oleh panas laten air (hfg) itu sendiri.

f) 3ugi "lowdown (")

3ugi lowdown adalah kerugian yang diakibatkan oleh pembuangan sejumlah air sirkulasi untuk mencegah terjadinya konsentrasi larutan atau #at#at lain  pada air sirkulasi. Akibat konsentrasi larutan tersebut, maka larutan akan menjadi gumpalangumpalan yang dapat menyumbat saluran air sirkulasi, sehingga proses sirkulasi air terganggu. "esar nilai lowdown  yang dibutuhkan bergantung pada range pendinginan yang dihasilkan dan komposisi #at#at yang ada pada air makeup (suplai air pengganti).

g)  %rift !oss (D)

<aitu kerugian massa air akibat terbaa aliran udara yang melintasi cooling  tower . +umlah drift loss terjadi dapat diperkecil dengan penggunaan drift  eliminators pada cooling tower .

h) /aju Aliran Air Pengganti ( /akeup)

'erupakan suplai air pengganti akibat kerugian air untuk terjadinya proses  pendinginan. /aju aliran air makeup minimum yang diperlukan merupakan  jumlah akumulasi total kerugian yang terjadi.

i) Perbandingan =air>9as (/>9)

Perbandingan />9 menara pendingin merupakan perbandingan antara laju aliran massa air dan udara. 'enara pendingin memiliki nilai desain tertentu, namun ariasi karena musim memerlukan pengaturan dan perubahan laju aliran air dan udara untuk mendapatkan efektiitas terbaik menara pendingin. Aturan termodinamika menyatakan baha panas yang dibuang dari air sama dengan panas yang diserap oleh udara sekitarnya. ?leh karena itu persamaan  berikut dapat digunakan$

Dimana$

ha,out @ entalpi udara keluaran (k+>kg) ha,in @ entalpi udara masukan (k+>kg)