Heat Exchanger Komponen Penting dalam Industri

 

Penukar Kalor (Heat Exchanger): Komponen Penting dalam Dunia Industri

    Penukar kalor atau heat exchanger merupakan suatu alat pentransfer kalor yang bekerja dengan menukar kalor antara dua atau lebih fluida melalui suatu separator. Fluida tersebut dapat berupa gas, cairan, dan campuran keduanya, yang hal ini bergantung pada jenis penukar kalor yang diaplikasikan. Efisiensi energi menjadi tujuan utama pemanfaatan penukar kalor dalam sektor industri karena mampu meminimalisasi kalor yang terbuang secara percuma ke udara terbuka.

    Pengembangan berbagai tipe penukar kalor telah banyak dilakukan mengingat luasnya kebutuhan, mulai dari pembangkit listrik tenaga uap, pabrik kimia, sistem tenaga transportasi hingga pendingin ruangan. Lantas bagaimanakah sebenarnya penukar kalor bekerja? Berikut penjelasannya.

Prinsip Kerja Penukar Kalor

    Prinsip kerja penukar kalor secara sederhana adalah dengan mentransfer kalor dari suatu sistem yang tidak membutuhkan kalor tersebut menuju sistem lain yang dapat menggunakan kalor tersebut. Hal ini terjadi karena secara alamiah kalor mengalir dari suhu yang lebih tinggi ke yang lebih rendah. Fluida panas dan fluida dingin yang dipisahkan oleh suatu permukaan konduktif memungkinkan terjadinya transfer kalor dari fluida panas ke fluida dingin. Sebagai contoh, kalor buangan hasil turbin penghasil listrik dapat ditransfer untuk mendidihkan air yang bertujuan untuk menggerakkan turbin, sehingga listrik yang dihasilkan menjadi lebih banyak.

Tipe Penukar Kalor

    Pada dasarnya, prinsip kerja penukar kalor untuk semua tipe adalah sama yaitu menghantarkan kalor dari satu fluida ke fluida lainnya. Hanya saja, kinerja setiap tipe berbeda-beda. Ada dua tipe yang paling umum, yaitu shell-and-tube dan plate/fin.

1. shell-and-tube

    Pada tipe ini, fluida pertama mengalir melalui tabung (tube) logam sementara fluida kedua melewati cangkang (shell) tertutup. Penukar kalor tipe ini terdapat di ketel uap (boiler) pada lokomotif uap. Aliran kedua fluida dapat bermacam-macam yaitu searah (parallel flow), berlawanan arah (counterflow atau counter-current), dan tegak lurus (crossflow).

 2. plate/fin

    Penukar kalor tipe ini memiliki banyak pelat logam atau sirip dengan luas area yang besar. Semakin besar luas area, proses pertukaran kalor akan berjalan semakin cepat.

Aplikasi Penukar Kalor di Berbagai Bidang 

    Dua tipe penukar kalor di atas dapat diaplikasikan di bidang yang berbeda. Tipe shell-and-tube cocok digunakan di penyulingan minyak, pemanasan awal (pre-heating), pendinginan oli, dan industri cat. Sedangkan tipe plate/fin dapat diaplikasikan di kriogenik, pengolahan makanan, dan pemrosesan kimia.

   Sebagian dari Anda mungkin berpikir bahwa material penyusun penukar kalor hanya bisa berupa logam. Namun pada kenyataannya, keramik dan komposit dapat menjadi alternatif. Terutama untuk suhu operasi di atas 1000°C, material keramik dapat menjadi opsi utama. Selain resisten terhadap suhu tinggi, material ini juga resisten terhadap fluida yang bersifat korosif dan abrasif sehingga meminimalisasi terjadinya kontaminasi.