Cooling tower pada industri proses

Sebagian besar proses produksi industri membutuhkan air pendingin untuk beroperasi secara efisien dan aman. Kilang, pabrik baja, pabrik petrokimia, pembangkit listrik dan pabrik kertas semuanya sangat bergantung pada peralatan atau proses yang membutuhkan efisiensi pengatur suhu. Salah satu peralatan industri yang paling sering dipakai adalah cooling tower (menara pendingin).

Cooling tower biasanya digunakan melepaskan kalor dari unit pembangkit listrik, pendingin berpendingin air dan udara pengkondisian untuk bangunan komersial. Untuk operasi cooling tower, pelepasan kalor dicapai melalui perpindahan kalor dan massa yang terjadi pada kontak langsung antara tetesan air panas dan lingkungan udara didalam menara.

Prinsip Kerja Cooling Tower

Skema cooling tower. Sumber: http://eprints.undip.ac.id/45588/3/BAB_II.pdf ; Buku Cooling Towers, Principles, Practice – Butterworth Heinemann (1990).

Pada dasarnya cooling tower mendinginkan air panas bekas proses dari heat exchanger atau condensor pada pembangkit. Air panas tersebut masuk kedalam saluran input cooling tower. Setelah itu, air panas yang masuk sebagai semprotan droplet dari nozzle supaya perpindahan kalornya lebih merata menuju make up water. Uap panas dari air panas akan dibuang menuju exhaust dibantu oleh fan. Droplet fluida kerja dari inlet akan ditampung ke basin lalu dialirkan menuju condensor atau heat exchanger sehingga terjadi satu siklus pendinginan.

Jenis-jenis Cooling Tower

Cooling tower terdiri dari berbagai macam jenis dengan variasi model. Tidak semua jenis cocok pada suatu sistem pendinginan tertentu. Jenis-jenis cooling tower yang paling sering digunakan yaitu:

Natural Draught Cooling Tower

Aliran udara diperoleh pada sistem natural draught melalui efek cerobong asap dari struktur aktual menara yang menggunakan perbedaan tekanan alami. Udara hangat dan lembab kurang padat, yang menyebabkannya naik dari menara ke atmosfer dan menarik udara segar yang lebih padat. Perbedaan antara udara hangat di dalam menara dan udara dingin di luar menciptakan aliran udara yang sempurna. Cooling tower yang menggunakan sistem ini cenderung berukuran besar: tinggi sekitar 200 meter dan lebar 150 meter. Ada juga sejumlah besar air yang mengalir di menara. Shell (cangkang/casing) dari menara ini biasanya terbuat dari beton dalam bentuk hiperbolik. Natural draught adalah pilihan yang lebih disukai untuk iklim dingin dan lembab dan untuk beban musim dingin yang berat.

Induced Draught Cooling Tower

Merupakan jenis mechanical draught tower yang memiliki satu atau lebih kipas, yang terletak di bagian atas menara, yang menarik udara ke atas melawan aliran air ke bawah di atas basin. Karena aliran udara berlawanan dengan aliran air, air terdingin di bagian bawah bersentuhan dengan udara terkering sedangkan air terhangat di bagian atas bersentuhan dengan udara lembab, sehingga meningkatkan efisiensi perpindahan panas. Tower ini biasanya dirancang dalam bentuk persegi atau bulat dan distribusi air dapat dilakukan baik dengan sistem percabangan statis atau dengan alat penyiram.

Forced Draught Cooling Tower

Cooling tower ini menara tipe mekanis dengan kipas tipe blower di saluran inlet. Kipas memaksa udara masuk ke menara, menciptakan kecepatan udara masuk yang tinggi dan kecepatan udara keluar yang rendah. Kecepatan keluar yang rendah jauh lebih rentan terhadap resirkulasi. Dengan kipas pada inlet, kipas lebih rentan terhadap komplikasi karena kondisi beku. Kerugian lain adalah bahwa forced draught biasanya membutuhkan lebih banyak tenaga untuk motor daripada desain induced yang setara.

Dalam proses pembuangan kalor pada fluida, tentunya peran aliran fluida sangat berperan dalam proses dan dalam pertimbangan desain Cooling Tower. Metode yang biasa digunakan untuk menganalisis aliran fluida adalah metode Computational Fluid Dynamics (CFD). CFD adalah metode menyelesaikan persamaan-persamaan mekanika fluida bahkan reaksi kimia yang ada menggunakan komputer, sehingga diperoleh hasil yang komprehensif dan detail. >> Klik di sini untuk menggunakan jasa simulasi CFD kami!